從第二次世界大戰開始，熱成像技術就已應用在軍事上。由于這種儀器是靠熱輻射來工作的，它能夠透過漆黑的戰場讓士兵們清楚地看到敵方的行蹤。又由于它為無源性接收系統，比無線電雷達等可見光裝置更安全、隱蔽。

現在，熱成像技術已經廣泛應用在日常生活當中。一個重要應用是診斷疾病，大家都知道，當某一部位出現炎癥時，體溫會升高，測量體溫能夠判斷有無炎癥，但不能確定炎癥的具體位置，而熱像儀可以直觀給出人體溫度場分布圖，將病變的熱圖與正常熱圖比較，就可以從異常變化上診斷病灶部位。熱成像技術也能在手術室大顯身手。當血液流經剛剛被安置的動脈血管時，熱像儀上的動脈管的顏色由灰變白，而在通常情況下，肉眼是很難觀察到血管是否暢通無阻的。

與診斷疾病類似，高壓輸變電的電器部件、火車軸箱、電路板等出現故障，也可以用熱像儀直接觀測檢查，避免故障帶來的損失。熱像儀也可以用于地質調查，地熱探查，森林植被分布，大氣與海洋監測，火災的發現與救援。熱像儀可以幫助救援者發現那些被濃煙和黑暗隱僻住的遇難者，從而救出他們。

熱成像技術還能幫助科學家們進一步探索宇宙的奧秘。可以預期未來熱成像技術的應用領域將會得到更充分的開發，推廣和普及。

中國的熱成像技術起步于70年代中期，經過20多年來不懈的努力，依靠我們自己的技術力量，中國工程人員已經成功地研制開發出了多種熱像儀和熱成像系統。性能優良的紅外熱像儀正在廣泛地應用于中國的國防和國民經濟建設中。