Termowizja jako metoda całkowicie nieinwazyjna i bezdotykowa stosowana jest w coraz szerszym stopniu w wielu dziedzinach nauki i techniki.

Wśród wielu różnorodnych zastosowań termografii można wymienić dla przykładu:
- badania właściwości termicznych materiałów i surowców ocieplających stosowanych w budownictwie, w przemyśle odzieżowym itp.,
- analizowanie rozkładu temperatur w procesach chemicznych (np. badanie właściwości światło utwardzalnych materiałów kompozytowych stosowanych w stomatologii),
- badanie aramidowych wkładów tkaninowych do kamizelek kuloodpornych,
- rejestrowanie obrazów termowizyjnych podczas badania palności materiałów i in.
- badania silników, podzespołów i urządzeń stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym,
- ocena stanu technicznego i poziomu wytężenia konstrukcji nośnych,
- badania i konserwacja dzieł sztuki i in.

Termowizja jest także wykorzystywana do m.in.:
- monitoringu ruchu drogowego oraz przejść i linii granicznych,
- monitoringu lotnisk (kontroli startów i lądowań samolotów),
- ratownictwa (m.in. lokalizacji ofiar, obserwacji w trudnych warunkach itp.)
Czasem też termowizja jest wykorzystywana w zupełnie nietypowych celach. Kamerą termowizyjną posłużono się m.in. do wykrycia transportu odpadów radioaktywnych przez terytorium Francji.

