Un esempio classico a questo proposito e' quando sono in corso operazioni di sorveglianza che spesso si svolgono nel cuore della notte, in condizioni atmosferiche sfavorevoli e in terreno ostile.

Le squadre di sorveglianza necessitano di un equipaggiamento che consenta loro di vedere chiaramente nell'oscurita' (e in situazioni atmosferiche spesso avverse) ad una distanza di sicurezza, senza che la loro presenza possa essere percepita.

Le attrezzature ottiche ad intensificazione di luce notturna soddisfano queste esigenze, permettendo all'osservatore di visionare la zona circostante senza avvicinarsi troppo al bersaglio, ma nessuno degli attuali strumenti funziona nell'oscurita' assoluta. Questo tipo d'attrezzatura risente di un basso contrasto, inutilizzabile quando il funzionamento e' a distanza.

I sistemi di termo-immagine offrono la soluzione ideale a questi problemi.

La termo-immagine e' indipendente da qualsiasi fonte di luce. Individua ed amplifica l'energia elettromagnetica emessa come calore irradiato da tutte le creature viventi e dalla maggior parte dei macchinari, anche in ore successive al loro spegnimento.

Questo tipo di radiazione infrarossa e' invisibile all'occhio nudo. I sistemi di termo-immagine la rendono tuttavia visibile e individuabile tramite un circuito sensibile che converte l'energia in una forma visibile, fornendo cosi' l'immagine della fonte di radiazione.

Anche la piu' piccola differenza di temperatura, inferiore agli 0.1 °C, e' rilevata e convertita in segnali video standard.
Con questo livello di sensibilita', lo strumento e' in grado di individuare oggetti distanti parecchi chilometri.
Data l'assoluta passivita' del sistema, l'operatore ha una buona possibilita' di non essere individuato, requisito chiave durante operazioni di sorveglianza di massima sicurezza.

Dato che molte operazioni di sorveglianza avvengono in ambienti difficili, l'operatore deve avere la possibilita' di spostarsi agilmente.

L'utilizzo sempre piu' frequente di componenti VLSI sta fornendo una nuova generazione di unita' di sorveglianza compatte, piu' adatte per l'osservatore mobile. Scenari adatti all'uso di una termo-immagine sono la sorveglianza occulta di spaccio di droga; oppure con un elicottero sorvolare zone impervie o montagnose con spessa vegetazione e con qualsiasi tipo di condizione atmosferica.

Molte operazioni di sorveglianza richiedono una visione precisa di minimi dettagli di vaste aree aperte.Mentre durante l'ispezione iniziale non e' richiesta necessariamente un'alta risoluzione, sarebbe utile che il sistema utilizzato fosse dotato anche di una struttura che consentisse l'ingrandimento di un oggetto che richiama particolarmente l'attenzione dell'operatore. Per esempio nel caso di controlli di frontiera lungo una lunga fascia costiera, dove sarebbe utile un obiettivo tele e grandangolare.

Alcune unita' con visori a termo-immagine forniscono un doppio campo visivo. Cio' consente all'utilizzatore di fare una panoramica su una vasta area di sorveglianza e poi puntare su un soggetto senza dover cambiare l'obiettivo manualmente. Tutto cio' e' possibile tramite ottiche che uniscono la possibilita' di un campo visivo sia di 5 sia di 20 gradi in un'unita' compatta. Questo passaggio avviene senza alcuna alterazione del centro di gravita', fattore importante quando si usa una piattaforma stabilizzata.

Ogni operazione di sorveglianza richiede virtualmente un'attrezzatura robusta e semplice da usare.

La termo-immagine richiede il raffreddamento del sensore a basse temperature: questo potrebbe essere una limitazione.

Vari sistemi di termo-immagine utilizzano i refrigeranti Joule Thompson, che richiedono grandi bottiglie a gas, limitando cosi' l'utilita' in casi di sorveglianza nascosta. Inoltre il funzionamento di questo tipo di strumenti puo' essere rumoroso, mentre e' essenziale, in modo particolare nel caso di operazioni a terra, il silenzio assoluto.

Un'altra tecnologia piu' sofisticata utilizza per il raffreddamento sistemi termoelettrici (celle Peltier) o micro-refrigeratori a ciclo Stirling eliminando cosi' la rumorosita' e diminuendo pesi e dimensioni. Questa soluzione e' adottata ad esempio dalla statunitense Flir-Systems o dalla britannica TIU.

Tra una decina di anni e' prevista una diffusione ad ampio raggio della termo-immagine nelle applicazioni civili. Come e' successo per i tubi intensificatori, il cui prezzo e' calato drasticamente, anche la termo-immagine subira' prossimamente una notevole riduzione dei costi. Entrambe le tecnologie, quella d'intensificazione d'immagine e quella di termo-immagine, continueranno a coesistere per molto tempo, poiche' ognuna possiede caratteristiche specifiche e risponde a richieste differenti.

Gli intensificatori d'immagine avranno una diffusione sempre maggiore e saranno sempre piu' piccoli e leggeri, fino ad assomigliare ad un semplice paio di occhiali. D'altra parte i sistemi a termo-immagine punteranno a migliorare la propria performance in termini di termosensibilita', resistenza alle radiazioni laser e peso.