（1）夜間以及惡劣氣候條件下目標的監控
    在夜晚，由于眾所周知的原因，可見光器材已經不能正常工作，觀測距離大幅縮短，如果采用人工照明的手段，則極易暴露目標。若采用微光夜視設備，它同樣也工作在可見光波段，依然需要外界光照明，在城市中工作尚可，但在野外工作時，則觀測距離大幅縮短。紅外熱像儀是被動接受目標自身的紅外熱輻射，與氣候條件無關，因此無論白天黑夜均可以正常工作，同時可以避免暴露自身。
    在雨、雪、霧等惡劣的氣候條件下，由于可見光的波長短，克服障礙的能力差，因而觀測效果較差，甚至不能工作，但紅外線的波長較長，特別是工作在8～14um的熱像儀，克服雨、雪、霧的能力較高，因此仍可以在較遠的距離上正常觀測目標。
    所以在夜間以及惡劣氣候條件，采用紅外熱成像監控設備可以對各種目標，如人員、車輛等進行監控。
 
（2）偽裝及隱蔽目標的識別
    普通的偽裝仍然是以防可見光觀測為主。一般犯罪分子作案是也是通常隱蔽在草叢及樹林中，這時如果采用可見光的觀察方式，則由于視覺錯覺，從而容易產生錯誤判斷。紅外熱成像裝置是被動接受目標自身的熱輻射，人體和車輛的溫度及紅外輻射一般都遠大于草木的溫度及紅外輻射，因此不易偽裝，也不容易產生錯誤判斷。另外，一般人員也不了解避開紅外監視的方法。因此紅外熱成像裝置在識別偽裝及隱蔽目標這方面的效果明顯。
    （3）夜間以及惡劣氣候條件下的治安巡邏
    在高速公路、鐵路夜間安全保衛巡邏、夜晚城市交通管制等領域中，紅外熱成像裝置也有這不可替代的作用。由于熱成像系統在觀察、識別目標方面有著眾多的優點，因此車載或直升飛機機載監控系統已經在許多發達國家得到了廣泛的應用。
    （4）重點部門、建筑、倉庫的保安、防火監控
    由于紅外熱成像設備是反映物體溫度而成像的設備，因此除了夜間可以作為現場監控使用外，還可以作為有效防火報警設備，并且由于該種設備是一種成像設備，因此工作效率提高，可以大幅減少虛警率。
    （5）消防滅火現場指揮與人員拯救
    在火災現場、在濃煙密布的建筑物內， 僅通過肉眼，已經不能清晰地觀察情況，不能準確迅速地發現遇險人員。若應用紅外熱成像裝置則可以透過濃煙，清晰地看清火場的各種情況。另外，消防隊員還可以應用這種設備，觀察到室內屋頂氣流的流動速度，避免由家俱受熱揮發出的可燃氣體聚集產生的燃爆，以避免自身傷亡。
    （6）電氣火災的預防
電氣火災的發生通常都伴有設備故障局部過熱的火災前兆，因此應用紅外熱成像設備可以有效地發現事故發生的苗頭，做到防范于未然。