Розглядається математична модель для визначення температурного поля в шарі, який випромінює, поглинає і розсіює ІЧ-радіацію як в об’ємі, так і на поверхні. У рамках моделі сформульовано нелінійні пряму та обернену задачі трансмісійної ІЧ-томографії температурного поля у шарі за відомими про- сторово-кутовими розподілами потоків ІЧ-радіації, яку він випромінює у зовнішнє середовище. Запропоновано ітераційно-варіаційні методи розв’язу- вання прямої та оберненої задач. На конкретному прикладі проведено чи- сельне дослідження розроблених алгоритмів.