Тепловізор дозволяє побічно судити про температуру об'єкта з його електромагнітного випромінювання у певному діапазоні інфрачервоного спектра.
За допомогою тепловізора можна «заглянути всередину» будівельних конструкцій, що захищають, виявити в них містки холоду і дефекти, виявити наявність і джерело аномального нагріву або охолодження, перевірити герметичність нових будівель і споруд, а також оцінити роботу електромереж, систем опалення та вентиляції.
Тепловізори на війні використовуються для виявлення ворожих танків, бронетранспортерів та іншої техніки, які можуть бути приховані у лісах або на гірських схилах.
Основні сфери застосування промислових тепловізорів це тепловий аудит об'єктів будівництва, пошук несправності електромереж, моніторинг виробничих процесів та інші випадки, коли через неоднорідність теплового поля можна, можливо судити про технічний стан об'єктів, що контролюються.