Afin de détecter des rayonnements, un bolomètre est composé d’un absorbeur et d’un thermomètre.
Quand un rayonnement d’une certaine énergie arrive sur le bolomètre, il va localement, échauffer les atomes composant l’absorbeur. Cet échauffement va être mesuré par un thermomètre ultra-sensible, souvent à base de supraconducteur, qui va pouvoir détecter une élévation de température aussi faible que 1µK (un millionième de degré). On peut alors remonter à l’énergie du rayonnement incident ainsi qu’à ses propriétés.
Pour fabriquer un thermomètre très sensible au moindre changement de température, on peut utiliser un supraconducteur qu’on maintient à une température juste en dessous de sa température critique Tc c'est-à-dire la température où il arrête d’être supraconducteur. On choisit des matériaux avec une Tc en générale très près du zéro absolu (de l’ordre de 0,02 à 0,3 kelvin seulement).
Dès que le rayonnement échauffe le supraconducteur, celui-ci arrête de supra-conduire et redevient un métal normal. Sa résistance passe de zéro à une valeur non nulle. C’est ce changement soudain de résistance qui sera mesuré dans le bolomètre et permettra donc de mesurer indirectement le rayonnement qui l’a provoqué.
