从第二次世界大战开始，热成像技术就已应用在军事上。由于这种仪器是靠热辐射来工作的，它能够透过漆黑的战场让士兵们清楚地看到敌方的行踪。又由于它为无源性接收系统，比无线电雷达等可见光装置更安全、隐蔽。
现在，热成像技术已经广泛应用在日常生活当中。一个重要应用是诊断疾病，大家都知道，当某一部位出现炎症时，体温会升高，测量体温能够判断有无炎症，但不能确定炎症的具体位置，而热像仪可以直观给出人体温度场分布图，将病变的热图与正常热图比较，就可以从异常变化上诊断病灶部位。热成像技术也能在手术室大显身手。当血液流经刚刚被安置的动脉血管时，热像仪上的动脉管的颜色由灰变白，而在通常情况下，肉眼是很难观察到血管是否畅通无阻的。
与诊断疾病类似，高压输变电的电器部件、火车轴箱、电路板等出现故障，也可以用热像仪直接观测检查，避免故障带来的损失。热像仪也可以用于地质调查，地热探查，森林植被分布，大气与海洋监测，火灾的发现与救援。热像仪可以帮助救援者发现那些被浓烟和黑暗隐僻住的遇难者，从而救出他们。
热成像技术还能帮助科学家们进一步探索宇宙的奥秘。可以预期未来热成像技术的应用领域将会得到更充分的开发，推广和普及。
中国的热成像技术起步于70年代中期，经过20多年来不懈的努力，依靠我们自己的技术力量，中国工程人员已经成功地研制开发出了多种热像仪和热成像系统。性能优良的红外热像仪正在广泛地应用于中国的国防和国民经济建设中。
