Prinzip: Nutzung hochenergetischer Photonen zur Durchdringung von Materialien und Erzeugung kontrastreicher Bilder.

Anwendungen: Zerstörungsfreie Prüfung (NDT, Non-destructive Testing), Sicherheitskontrollen an Flughäfen. Dentalradiologie, die Mammographie, die orthopädische und chirurgische Radiologie sowie wissenschaftliche Anwendungen in der Biomedizin und der Materialanalyse.

Prinzip: Erfassung von UV-Strahlung, die für die Analyse organischer Materialien und biologischer Proben verwendet wird.

Anwendungen: Forensik, Qualitätskontrolle in der Lebensmittelindustrie, Untersuchung astronomischer Objekte.

Prinzip: Nutzung des sichtbaren Spektrums zur Erfassung von Farb- und Intensitätsinformationen.

Anwendungen: Bildverarbeitung, Farbmessung, optische Inspektionen. Der Hauptanteil aller industiellen Bildverarbeitungsapplikationen.

Prinzip: Erfassung von nahinfraroter Strahlung zur Analyse chemischer Zusammensetzungen und Materialuntersuchungen.

Anwendungen: Spektroskopie, medizinische Diagnostik, Umweltüberwachung. Hyperspectral Imagaing-Anwendungen.

Prinzip: Erfassung von mittlerer Infrarotstrahlung (3–5 µm), die besonders empfindlich gegenüber Temperaturänderungen und chemischen Zusammensetzungen ist.

Anwendungen: Gasdetektion und -analyse, industrielle Prozessüberwachung, militärische Anwendungen, Thermografie zur Erkennung von Leckagen und Isolationsdefekten. Hyperspektrale Anwenungen im Bereich "Black plastics, rubber, mining, contamination"

Prinzip: Nutzung von langwelliger Infrarotstrahlung zur Temperaturmessung und Erfassung thermischer Bilder.

Anwendungen: Thermographie im Temperaturbereich von -10°C bis 140°C, Überwachung von Industrieprozessen und NTD-Anwendungen (non-destructive testing). Mit Hilfe von aktiver Thermographie (kurzfristige Anregung mit Hilfe einer Energiezufuhr, wie Wärmeblitz oder Ultraschall etc) können Abühlvorgänge beobachtet werden. Delamimierungen, Risse im Material, schlechte mechanische Verbindungen unterbrechen den Wärmefluss und werden so sichtbar.

Für die Detektion von Röntgenstrahlung und die Umwandlung der Information in sichtbare Strahlung gibt es verschiedene Technologien. Eine davon sind Festkörper-Szintillatoren, die mit CMOS-Sensoren gekoppelt sind. Festkörper-Szintillatoren sind Materialien, die nach der Wechselwirkung mit ionisierender Strahlung sichtbares oder ultraviolettes Licht aussenden. Trifft ein Röntgenphoton auf den Szintillator, kommt es zum photoelektrischen Effekt. Das entstehende Photoelektron gibt seine Energie an die umgebenden Elektronen ab, die daraufhin auf ihr Energieniveau zurückkehren und charakteristische Strahlung in Form von sichtbarem oder ultraviolettem Licht aussenden.

Diese Lichtphotonen werden von der Photodiode eines CMOS-Sensors aufgefangen, die ein elektrisches Signal erzeugt. Häufig verwendete Materialien sind Cadmiumwolframat und Gadoliniumoxysulfid.

Die Detektion von kurzwelliger UV-Strahlung mit konventioneller CCD-Kameratechnik war in der Vergangenheit nur sehr eingeschränkt möglich. Sensordeckglas wurde nachträglich entfernt und teilweise mit Quarzglas wieder geschützt, da konventionelles Glas kürzerwelliges UV blockiert.

Mit speziell beschichteten Fluoreszenzschichten auf der Chipoberfläche konnte die UV-Strahlung detektiert und in eine für den Sensor erfassbare Wellenlänge umgewandelt werden.

Heute ist das viel einfacher. Aufgrund der guten UV-Empfindlichkeit der BSI-Kamerasensoren kann der monochrome Standardsensor SONY IMX536 auch für UVA-Anwendungen (315-400 nm) eingesetzt werden.
Für die Bildgebung im UVB- (280-315 nm) und UVC-Bereich (<280 nm) bietet der SONY IMX487 eine deutlich höhere Quanteneffizienz und ist daher eine sehr gute Wahl.

Mit modernen, konventionellen CMOS-Sensoren kann traditionell im sichtbaren Spektrum (VIS) zwischen 400 und 700 nm inspiziert werden. Monochrome Kamerasensoren liefern Intensitätsdaten (meistens 8 Bit, bis 12 Bit bei ungekühlten Standard-Kameras).

Die gleichen Sensoren sind auch als RGB-Farbkamerasensoren mit Farbfiltermosaik erhältlich, die dann nach einem kamerainternen Debayering ein RGB-Farbbild liefern können.

Die Monochrom-Varianten sind auch im Spektralbereich bis 1000 nm (VNIR = "Very NEAR Infrared") ohne besondere Modifikationen einsetzbar.

Eine einfache IR-Beleuchtung mit Infrarot-LEDs im Bereich von 850 bis 920 nm sowie  vom Coating abgestimmte, IR-taugliche Optiken reichen aus, um kostengünstige IR-Anwendungen zu realisieren.

Ein besonders leistungsfähiger Infrarotsensor, der in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen hat, basiert auf Indium-Gallium-Arsenid, oft abgekürzt als InGaAs. InGaAs ist für Infrarotlicht in einem Wellenlängenbereich empfindlich, der für viele Anwendungen relevant ist, insbesondere im nahen Infrarot (NIR) je nach Detektor zwischen 0,9 und 2 Mikrometern. InGaAs-Infrarotsensoren funktionieren wie Sensoren im sichtbaren Bereich auf der Grundlage des photoelektrischen Effekts. Wenn Infrarotlicht auf den Sensor trifft, werden Elektronen im Halbleitermaterial angeregt und bewegen sich. Dies erzeugt ein elektrisches Signal, das proportional zur Intensität der einfallenden IR-Strahlung ist. Als Ausleseschaltung wird auch bei diesen Sensoren ein klassischer Global Shutter CMOS-Sensor verwendet, der mit Hilfe von Indium-Bumps oder heute auch Kupferstrukturen mit der IR-empfindlichen InGaAs-Schicht kontaktiert wird. InGaAs-Sensoren sind heute "von der Stange" bis 5 Megapixel verfügar.

Die Detektion elektromagnetischer Strahlung im Bereich von 3 bis 5 Mikrometern ist mit erhöhtem Aufwand verbunden.

Halbleitermaterialien wie InSb (Indium + Antimon) können diese Wellenlängen detektieren, erfordern aber eine aufwändige Kühlung des Sensors mit flüssigem Stickstoff bei Temperaturen um -196 Grad Celsius.

XBn-InAsSb-Detektoren sind eine Art von Infrarotdetektoren, die auf der nBn-Struktur basieren und aus den Materialien Indium-Arsenid-Selenid (InAsSb) und Aluminium-Arsenid-Selenid (AlAsSb) bestehen. Bei diesen Detektoren wird zur Verbesserung der Leistung und zur Verringerung des Dunkelstroms die Barriere-Band-Technologie verwendet. Sie werden häufig im Bereich von 3,6 bis 4,2 µm eingesetzt. Sie arbeiten "schon" im Hochtemperaturbereich von etwa 150 Kelvin, also "nur" noch bei -123 Grad Celsius.

Das klingt aufwendig und teuer - und ist es auch. Es handelt sich nicht um einfache Kamerasensoren, sondern um ganze Detektorbaugruppen mit aktiver Kühlung.

Neben vielen militärischen Anwendungen ( gibt es aber auch industrielle Spezialanwendungen, die anders nicht realisierbar sind. Je nach Technologie können solche Kameras auch zur Hochgeschwindigkeits-Wärmebildüberwachung eingesetzt werden. Die Rissprüfung mit aktiver Thermographie an Metallen funktioniert nur mit sehr schnellen Wärmebildkameras, da Metalle die Wärme sehr schnell leiten. Schließlich absorbieren bestimmte organische Materialien und Substanzen (auch bestimmter Minaralien) nur im MWIR-Spektrum. Da z.B. schwarze Kunststoffe mit schwarzem Kohlenstoff durchgefärbt sind, können solche Kunststoffe im NIR nicht spektral voneinander unterschieden und im Recycling getrennt werden - im MWIR hingegen schon.

Langwelliges Infrarot (LWIR) bezieht sich auf den Wellenlängenbereich von etwa 8 bis 15 Mikrometern (µm). LWIR-Detektoren, die auch als Wärmebildkameras bezeichnet werden, erfassen die von Objekten abgegebene Wärmestrahlung und wandeln sie in sichtbare Bilder um.  Diese Technologie wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der Überwachung und Sicherheit bis hin zur industriellen Prozesssteuerung.

Micro-Bolometer sind die gebräuchlichsten Detektoren für LWIR. Sie bestehen aus einem Material, dessen elektrischer Widerstand sich bei Erwärmung durch einfallende Infrarotstrahlung ändert . Die Detektion der Lichtinformation beruht also nicht auf einem photonischen Effekt, sondern auf einer Widerstandsänderung. Diese Änderung wird gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Micro-Bolometer sind sehr empfindlich, haben aber eine relativ langsame Ansprechzeit.

Typische Sensorauflösungen sind QVGA, VGA bis hin zu Megapixelsensoren. Optiken bestehen oftmals aus Germanium und müssen auf die Kamera kalibriert werden. Ein einfaches Austauschen der Optik ist also nicht möglich.

Typische Frameraten von Microbolometer-Sensoren liegen bei 30 bis 60 Hz, der kleinste zu erkennende Temperatursprung (Thermische Auflösung NETD) liegt oftmals bei 30 bis 40 mK. Oftmals werden auch Kameras mit 9 Hz Bildfrequenz angeboten, da diese nicht keinerlei Dual Use-Regularien unterliegen und keine Probleme beim Export in die allermeisten Länder der Welt bereiten. ("Wassenaar Abkommen." Produkte, Technologien oder Software dürfen nicht zur Entwicklung, Herstellung oder Nutzung von nuklearen, chemischen oder biologischen Waffen oder Raketen verwendet werden.)