Najbardziej niezbędne są badania termowizyjne w tych gałęziach przemysłu, gdzie temperatura decyduje o prawidłowości procesu produkcyjnego, jakości wyrobu lub bezpieczeństwie pracy. Wymienić tu można przemysł hutniczy, rafineryjny, szklarski itd.
Są również niezbędne w diagnostyce i wykrywaniu wad materiałowych.

Termowizja jako nowoczesna metoda diagnostyki technicznej urządzeń energetycznych, stosowana jest w dziedzinie wytwarzania, przesyłu, rozdziału i odbioru energii elektrycznej.
Termowizyjna diagnostyka urządzeń zajmuje się kontrolą generatorów, linii elektroenergetycznych, transformatorów, rozdzielnic jak również kotłów energetycznych, rurociągów parowych wysokoprężnych, turbin i sieci ciepłowniczych.

Wady w izolacji cieplnej są termowizyjnie widoczne zarówno od zewnątrz jak i od wewnątrz. Za pomocą termowizji można badać zarówno bloki wielomieszkalne jak i domy jednorodzinne. Badane są też budynki biurowe i hale. Termowizja umożliwia badanie budynków wykonanych we wszystkich technologiach. Badania budynków odbywają się w nocy, w stabilnych warunkach środowiska i polegają na rejestracji nieruchomych termogramów całej powierzchni ścian.

W badaniach środowiska przyrodniczego wykorzystuje się zazwyczaj satelitarne lub lotnicze zobrazowania termalne. Są one bardzo przydatne w badaniach mikroklimatu , wilgotności gleb, termiki wód, warunków wzrostu roślinności. Możliwe jest także wykorzystanie do badań środowiska termogramów naziemnych, lecz wykonać je należy z możliwie dużej odległości od badanego obiektu. Duża odległość obrazowania powoduje, ze zanikają lokalne zróżnicowania temperatury spowodowane mezo- i mikroreliefem terenu, a pozostaje zasadniczy rozkład temperatury na obserwowanej powierzchni.

Termografia znajduje obecnie zastosowanie praktycznie w każdej dziedzinie medycyny dla przykładu w:

Okulistce – w chorobach przyzębia, w ocenie materiałów do wypełnień ubytków w chorobach stawów skroniowo-żuchwowych.

Laryngologii – do określenia rozległości i charakteru zapaleń zatok, skrzywieniu przegrody nosa, guzów szyi , nowotworów ślinianek, stanów zapalnych jamy ustnej, szczęk, w zespole bezdechów nocnych.

Dermatologii – do oceny wielkości i głębokości oparzeń, nowotworach skóry, w ocenie gojenia się replantowanych przeszczepów skóry, ran, w twardzinie ograniczonej, w ocenie znamion atypowych oraz w łuszczycy.

Chirurgii i ortopedii – w stanach zapalnych kości, stanach pourazowych, nowotworowych, zwyrodnieniowych, w procesie gojenia się ran, złamań, leczonych zarówno zachowawczo jak i operacyjnie, w osteoporozie, w skrzywieniach kręgosłupa, w monitorowaniu leczenia wad postawy i złamań kompresyjnych kręgosłupa. Obszary ciepłe w kościach korespondują z lokalizacją procesu patologicznego i hipermetabolizmem procesu osteoklasycznego.