热像仪在军事中运用范围较主动红外夜视仪和微光夜视仪更广，可用于战术和战略侦察，武器的瞄准和制导、各种战斗、运输车辆的夜间驾驶，并可供应飞机在黑暗中的起飞、着陆等，并性能更为优越，是一种较为理想的夜视器材。目前热成像夜视仪的应用状态主要有：观察仪、手持观察仪、夜视眼镜、武器瞄准具、车辆驾驶仪、装甲战车潜望式驾驶仪、装甲战车瞄准具、潜艇潜望镜、飞机前视红外系统等。
1、陆军的应用
可供步兵在夜间观察，瞄准，监视，巡逻，港口及边境警戒等；可供坦克、装甲战车驾驶员在夜间驾驶、车长夜间巡逻和识别目标、炮长夜间巡逻瞄准与射击。
2、海军的运用
可供潜艇在夜间对目标进行探测、识别、瞄准和射击；可供巡逻舰和潜艇进行夜间观察，搜索和警戒；可在夜间进行超低空和中空探测，以便及时发现来袭的飞机和导弹；可供海陆战队夜间探测目标、识别地形、进行观察和空中封锁、可装在海军飞机和直升机上在夜间探测水面上的舰船和装有通气孔的潜艇。
3、空军的应用
可用于轰炸机、攻击机、侦察机的导航、着陆和营救；可供各种飞机和直升机在夜间进行搜索，空中监视、海上监视、救援、测绘、边境巡逻和冰层侦察、可供侦察机、无人驾驶机、巡航导弹等在夜间进行巡航侦察以及空中摄影。
