红外热像仪具有很高的军事应用价值和民用价值。在军事上，红外热像仪在现代战争条件下，已在卫星、导弹、飞机等军事武器上获得了广泛的应用，可应用于军事夜视侦查、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等多个领域；在民用方面，红外热像仪可以用于材料缺陷的检测与评价、建筑节能评价、设备状态热诊断、生产过程监控、自动测试、减灾防灾等诸多方面。
在现代战争条件下，红外热像仪可用于战术与战略侦察、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，主要应用形态有：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。
坦克是人类军事历史发展过程中的一大亮点，它强大的防御力主要来源于厚厚的装甲，而且其对各种复杂的地形都具备着一定的适应能力。而现在的坦克，也不再仅仅追求装甲的厚度、火力的强弱，而是更加注重其作战电子系统等辅助装备。如果坦克能够拥有追踪定位、雷达扫描、热成像仪等各种现代化的辅助仪器，就能帮助坦克准确的锁定目标，以及规避潜在风险。而这其中，热成像技术的研发难度，着实令不少国家感到苦恼。在2016年7月分，俄罗斯宣布热成像技术的研发工作已经顺利完成，而这时的俄罗斯不过是世界上第四个完成该项技术研发工作的国家，在此之前还有美国、法国、中国。
