Các ứng dụng của thiết bị nhìn đêm bao gồm: quân sự, thực thi pháp luật, săn bắn, quan sát hiện trường, giám sát, an ninh, điều hướng, quan sát mục tiêu bí mật và giải trí.
Trong lĩnh vực quân sự, thiết bị tổng hợp hình ảnh nhiệt và ánh sáng-thấp-thế hệ cao được sử dụng rộng rãi, trong khi hoạt động giám sát an ninh chủ yếu dựa vào hình ảnh nhiệt và tầm nhìn ban đêm kỹ thuật số. Những nhà thám hiểm ngoài trời thích các thiết bị nhìn đêm kỹ thuật số hoặc ánh sáng yếu-nhẹ. Về tiêu chuẩn ngành, nhiều quốc gia có quy định kiểm soát xuất khẩu nghiêm ngặt đối với thiết bị nhìn đêm, đặc biệt là thiết bị chụp ảnh nhiệt có độ phân giải cao.
Các thiết bị nhìn đêm ban đầu được sử dụng để định vị mục tiêu của kẻ thù vào ban đêm. Hiện nay, các hệ thống quân sự vẫn sử dụng rộng rãi các thiết bị nhìn đêm, ngoài các ứng dụng nói trên, bao gồm cả việc dẫn đường và nhắm mục tiêu. Các sở cảnh sát và an ninh thường xuyên sử dụng công nghệ chụp ảnh nhiệt và nâng cao hình ảnh, đặc biệt là để giám sát. Những thợ săn và những du khách yêu thiên nhiên-dựa vào NVD (Thiết bị nhìn đêm) để di chuyển trong rừng vào ban đêm một cách dễ dàng.
