红外成像系统几乎从一诞生就以其强大的技术优势逐步占领了世界军用和商用市场，其在生产加工、天文、医学、法律及消防等方面都得到了广泛的应用。
红外成像技术主要应用在军事、科学和商业领域。
在军事应用上，红外技术主要应用在导航系统、探测与搜索、光学成像和目标评估系统中。利用红外探测器能够及时发现危险情况、判别微小目标、探察制导武器系统，还能及时提供有关受损的反馈信息。此外，军事上还利用红外技术识别敌人的某些伪装，或者是关闭敌人的红外传感器。随着无人驾驶飞机、超高速导弹系统和伪装防御成像等方面的研究进展，红外技术军用市场得到了更大的发展。
在商业领域，红外成像技术可应用于建筑物热损失检测、电气元件故障预测、电子系统测试、生产过程监控及生产中的临界温度控制等。目前研究人员正在探索利用红外技术在积雪中寻找被埋物体（如汽车）、检测激光焊接过程中的热量情况、在边境检查站用红外发送机自动评估边界控制系统，实现与移动交通工具之间的通信等等。
在科学研究方面，红外成像技术主要用于航空领域，人造卫星和太空飞船上的机载红外传感器监视天气变化、研究植被类型、协助农业规划和地质探测，还可探查海洋中的温度变化。
就世界红外传感器的总体而言，军事和科学应用是红外传感器的第一市场，其高速发展对红外产品的质量也提出了越来越高的要求，对图像清晰度、拍摄距离、 聚焦效果不断提出新的要求。而商业市场则要求红外探测能够实现监视能力强、跟踪与报道快速有效和对信息资源进行存储等功能，为红外技术和热成像开辟了强有力的第二市场。
目前，军事应用仍主宰着红外市场，预计在将来的一段时期内这种趋势还将持续下去。与此同时，商用红外市场的销售额也正在逐渐增长。很多生产商为降低红外系统单位成本，正在朝着合并其军用和商用生产线的方向发展。近几年，方兴未艾的红外技术在商业市场中占有份额的不断增长，也从另一个侧面说明红外技术还具有大量的潜在用户。
红外市场的增长受到多方因素推动。传统上，红外成像系统一般比较庞大、沉重并且价格昂贵。而近几年新技术的诞生、生产过程的改良、军用与商用生产线的合作等诸多因素，促进了更小、更轻和经济上更容易接受的红外器件不断推出。生产成本的下降和技术逐渐成熟使红外技术的生产发展达到了一个新的水平，并涌现出很多新的应用。同时，红外技术也在实践中证明它比光强技术和图像放大技术更具优势。此外，将多重超光谱效用和基本的红外技术相结合，也大大增强了红外技术的应用范围。
红外技术良好的性能和最新研究成果的快速商用化也对红外市场的增长起到一定的推动作用。许多商业投资人士逐渐意识到了红外技术的发展潜力，并且在众多的红外技术应用中，探索适合自己的生存之道。
在市场销售方面，红外成像市场是一个具有较高经济效益的市场，以美国为例，2000年，美国红外成像与红外测温系统的市场销售总额为18.2亿美元，比1999年增长了3%，预计到2008年，总的市场销售额将达到28.2亿美元，年综合增长率达到6.5%。
在市场结构方面，军用和商用市场基本相同，大公司占垄断地位，中小企业瓜分小额市场。例如在美国，Raytheon Systems公司和FLIR Systems公司占绝对的垄断地位，前者占领了美国70%的军用市场和12%的商用市场，而后者则在商用市场以75%的市场占有率独占熬头，另外还有12%的军用市场份额。
