A thermal imaging overlay monitoring apparatus is disclosed. A thermal imaging overlay monitoring apparatus includes a camera section for acquiring an actual image of a subject, a first infrared ray detecting sensor section and a second infrared ray detecting sensor section which are arranged adjacent to each other for detecting infrared radiation energy generated in the subject, And a data processing unit for generating a thermal image overlay image in which a thermal image sensing area in which a temperature change occurs by using radiant energy is displayed on an actual image.열화상 오버레이 모니터링 장치가 개시된다. 열화상 오버레이 모니터링 장치는 피사체에 대한 실제 영상을 획득하는 카메라부, 피사체에서 발생하는 적외선 복사 에너지를 검출하며, 서로 인접하게 배치되는 제1 적외선 감지 센서부 및 제2 적외선 감지 센서부 및 검출된 적외선 복사 에너지를 이용하여 온도 변화가 발생한 열화상 감지 영역을 실제 영상에 표시한 열화상 오버레이 이미지를 생성하는 데이터 처리부를 포함한다.