Działają na identycznej zasadzie jak monokulary noktowizyjne. Natężenie światła przechodzącego przez urządzenie jest wzmacniane
przez fotokatodę, od bardzo niskich wartości do umożliwiającego skuteczną obserwację. Do działania wystarczy oświetlenie światłem
szczątkowym, pochodzącym od gwiazd lub księżyca. W przypadku niedostatecznej ilości światła, stosuje się montowane na urządzeniu
iluminatory pod czerwieni. Zaletą lornetek noktowizyjnych jest możliwość obserwacji obuocznej, oraz wymiany obiektywów.