紅外熱像儀的應用范圍極其廣泛，并且隨著紅外技術的不斷發展及普及，新的應用被不斷開發，目前主要有以下幾個應用大類。

材料研究:有機材料、無機材料、復合材料、3D打印材料、納米材料、彈性材料等。

機械與動力:新能源動力系統、制動系統、液壓系統、牽引系統、傳動系統、加熱系統、精密加工等。

電子與電氣:微電子、芯片、電子元器件、強電設備等。

土木工程:橋梁、隧道、大壩、建筑物等基建設施的滲漏、空鼓、縫隙問題、地質勘探等。

化學與化工:化學反應過程監測、反應設備監測、產品性能測試等。

動物與植物:藥性及藥效試驗、新品種培育、動物習性、生長環境、激光脫毛、微生物體、醫學研究等。

其它科研:考古與文物保護、空間試驗、空氣動力學、激光及光纖研究、爆炸研究、碰撞試驗、火山研究、溫室效應、沙塵暴、