红外热像仪的应用范围极其广泛，并且随着红外技术的不断发展及普及，新的应用被不断开发，目前主要有以下几个应用大类。

材料研究:有机材料、无机材料、复合材料、3D打印材料、纳米材料、弹性材料等。

机械与动力:新能源动力系统、制动系统、液压系统、牵引系统、传动系统、加热系统、精密加工等。

电子与电气:微电子、芯片、电子元器件、强电设备等。

土木工程:桥梁、隧道、大坝、建筑物等基建设施的渗漏、空鼓、缝隙问题、地质勘探等。

化学与化工:化学反应过程监测、反应设备监测、产品性能测试等。

动物与植物:药性及药效试验、新品种培育、动物习性、生长环境、激光脱毛、微生物体、医学研究等。

其它科研:考古与文物保护、空间试验、空气动力学、激光及光纤研究、爆炸研究、碰撞试验、火山研究、温室效应、沙尘暴、采矿、地震等。

配电系统:配电盘、开关箱、变压器、断电器、接触器、保险丝、电缆、发电机、绕组装备、油枕、UPS等。

通用机电设备:传送带检测、电机检测、阀门检测、法兰泄露检测、管道检测、冷凝阀、压缩机、轴承检测等。

冶金加热设备:钢包、高炉风口、高炉冷却壁、高炉内衬检测、高炉送风支管检测、焦炉

连铸板坯、热风炉、热风炉拱顶检测、退火炉、鱼雷罐车、转炉炉衬等。

石化专用设备:蒸馏塔、储罐液位检测、反应器、换热器等。

轨道交通专业设备:接触网检测、电力机车车头检测、高架箱梁渗水检测、高铁高价桥梁防水层检测、黑体炉检测、接触网检测、轮轴温度检测等。

加工和热处理:焊接、铸件、模具、炼钢炉、转炉、鱼雷车、炉壁、金属热处里(退火、回火、淬火)、冷/热轧钢板、钢卷线材等温度量测监控等。

其他专用设备:滚筒干燥器、胶辊检测、吹瓶机瓶坯温度检测、金属管密封性能检测、机房应用、铅酸电池桥接检测、泡罩包装等。

电路研发、电源检测、LED灯具散热片检测、LED灯罩检测、LED检测、LED芯片检测、LED芯片散热检测、LED照明灯具检测、医疗器械、发动机燃油喷嘴检测、塑料改性检测、模具检测、太阳能热斑、CRT检测、CD检测、PV逆变器、冰箱制冷剂泄漏检测、产品壳体温度检测、电熨斗、评测电子产品的发热、刹车片、加热座椅、轮胎、汽车电器、汽车发送机、汽车焊接机器人、汽车后风挡、汽车前风挡、汽车前照灯、电机绕组检测、锂电池检测、铅酸电池桥接检测。

建筑诊断:外墙空鼓、剥落、屋面渗漏、管道、热桥、节能研究、地暖检测、竣工验收等;

公路桥梁:可用于快速扫描公路裂纹、桥梁开裂、渗漏检查、沥青摊铺等;

军事应用:导弹制导，红外雷达，炸药性能提升，红外夜视、红外隐身等。

消防安保系统:可用于消防科研、火灾救人、安保、走私监控等。