熱像儀在軍事上的應用范圍較主動紅外夜視儀和微光夜視儀更廣，可用于戰術與戰略偵察、武器的瞄準和制導、各種戰斗、運輸車輛的夜間駕駛，并可供應飛機在黑暗中的起飛、著陸等，并性能更為優越，是一種較為理想的夜視器材。在阿富汗和伊拉克的戰爭中，美軍大量使用夜視裝備和紅外成像系統，取得了很好的效果。美國在談到最近的伊拉克戰爭時的口頭禪是：“我們主宰夜晚”。目前熱成像夜視儀的應用形態主要有：觀察儀、手持觀察儀、夜視眼鏡、武器瞄準具、車輛駕駛儀、裝甲戰車潛望式駕駛儀、裝甲戰車瞄準具、潛艇潛望鏡、飛機前視紅外系統等。目前的發展水平大致為：
用于地面觀察時，一般可做到在1000米的距離上識別人，2000米的距離上識別車輛。例如“米蘭”反坦克導彈的熱瞄準具，通過實際使用所測得的結果是：在3200米距離上能發現車輛目標，在2000米的距離上能辨認出車輛種類，在1500米距離上能夠做出敵我識別。
用于空中偵察時，在1500米高度上可以發現地面的單兵活動；在20公里高空可偵察到地面上的人群和車輛，并能通過水面航跡與周圍海水的溫差探測到水下四十米深處的潛艇；在200公里的衛星高度上可探測到地面大部隊的集結與調動，以及查明偽裝的導彈地下發射井和戰略導彈的發射動向。
用于水面偵察時，可發現15—20公里遠處的艦艇。
用于對空觀察時，可對20—30公里距離上的飛機進行跟蹤。
1、陸軍的應用
可供步兵在夜間進行觀察、瞄準、監視、巡邏、港口及邊境警戒等等；
可供坦克和裝甲戰車駕駛員進行夜間駕駛、車長夜間巡邏和識別目標、炮長夜間瞄準和射擊；
可配備于導彈系統在夜間探測、識別和跟蹤發射；
可供炮兵進行火炮、迫擊炮的夜間瞄準與發射；
可于各種火控系統配套，在夜間進行搜索、跟蹤、瞄準和射擊；
2、海軍的應用
可供艦艇在夜間對目標進行探測、識別、瞄準和射擊；
可供巡邏艦和潛艇進行夜間觀察、搜索和警戒；
可在夜間進行超低空和中空探測，以便及時發現來襲的飛機與導彈；
可供海軍陸戰隊在夜間探測目標、識別地形、進行觀察和空中封鎖；
可裝在海軍飛機和直升機上在夜間探測水面上的艦船和裝有通氣孔的潛艇；
重大機械、電氣裝備的故障檢測與監控；
3、空軍的應用
可用于轟炸機、攻擊機、偵察機的導航、著陸與營救；
可供各種飛機和直升機在夜間進行搜索、空中監視、海上監視、救援、測繪、邊境巡邏和冰層偵察；
可供偵察機、無人駕駛機、巡航導彈等在夜間進行航空偵察與空中攝影。
此外，還可以裝在偵察衛星上對地面作大面積的監視、偵察以及實施戰略預警。
我國軍用熱像儀的研制狀況
我國七十年代初研制成熱電器件，目前紅外探測器的單元器件多數已接近國際水平，近年來已試制成高速型實時顯示熱像儀，軍用熱像瞄準與跟蹤系統正在研制，紅外荷耦合成像器件的研究工作也已經開始。雖然改革開放以來我國的熱成像技術已經取得進展，但由于器件的性能、技術指標以及工藝水平都還比較低，不能批量生產，距當代國際先進水平大約還有15—20年的差距。
基于這種狀況，我們應盡快引進當代最先進的紅外成像技術，從而縮短與國際先進水平的差距。但由于以前世界上只有少數的西方國家（美、法、英等）掌握了第二代紅外成像技術，其生產單位都為軍工企業，而且對中國大陸實施禁運，這給引進工作增加了一定的難度。
進入21世紀后，美國生產軍用紅外熱像儀的企業都將主要力量放在研制第三代非致冷紅外焦平面上（即溫度分辨率達0.01度，達到甚至超過致冷型紅外熱像儀的指標），因此對其第二代產品的低端部分的紅外焦平面陣列的出口已有所放開。我們及時地抓住這一機會，引進了這一產品。這一紅外探測器其性能指標已超過第一代產品。用其制成的手持式或頭盔式紅外熱像儀，體積小，重量輕，且功耗很低，用電池供電時使用時間長，特別適合陸軍士兵野外使用。
