恒溫動物于冷血動物的區別在于，恒溫動物試圖保持恒定的體溫，而冷血動物則使它們的溫度適應周圍環境。恒溫動物的這一特性使它們在動物紅外熱像儀圖像中從周圍環境中脫穎而出。恒溫動物可以通過將食物轉化為能量來溫暖身體。要降溫，它們會出汗或喘氣以通過水蒸發而失去熱量。動物發出的熱輻射取決于它們的身體絕緣，例如頭發，毛皮或羽毛。取決于血液循環和呼吸，身體表面的溫度分布可能不均勻。在野生動物的研究中，對動物進行紅外熱像儀測溫可用于疾病和溫度調節的診斷，生殖過程的控制，行為分析以及種群數量的檢測和估計。

疾病通常會影響整體體溫，對動物進行紅外熱像儀測溫已被證明可作為某些動物疾病的診斷工具。觀察到當動物生病時，奶牛臀區域的溫度會升高，這可以在臨床檢測出疾病之前通過對動物進行紅外熱像儀測溫進行檢測。如果觀察到的動物是野生的，則檢查疾病的方法應不與動物接觸。在文獻中，動物測溫儀熱像儀被用于檢測西班牙高地山羊的肌。盡管傳統的雙筒望遠鏡在更遠的距離上具有更高的靈敏度，但對動物進行紅外熱像儀測溫可以指示該疾病在畜群中的流行情況。動物測溫儀熱成像還可以用于檢測其他野生動物中的疾病，發現可以通過觀察鼻子的溫度在浣熊中檢測出狂犬病。

圖為動物測溫儀的馬蹄熱成像

屠宰前動物的壓力水平對肉質至關重要。壓力水平與動物的血液和體溫相關。因此，重要的是監視并應對例如溫度升高的溫度。在運輸過程中，測量豬耳朵的溫度，發現溫度與皮質醇的濃度和肌酸激酶的活性呈正相關。例如，診斷馬匹的行走時，動物測溫儀熱成像會很有用。建議使用熱成像來檢測炎癥和其他異常情況，特別是在馬的腿和蹄中。并且也已經進行了對諸如蛙等外熱動物的熱力學特性的分析。測量了從8℃（人工冬眠）到23℃（人工喚醒）加熱過程中青蛙不同身體部位的溫度。在這樣的實驗中，動物測溫儀進行測量而不會傷害或接觸動物是一個很大的優勢。

如果大型動物在路上奔跑，可能會造成交通危險。通常很難用眼睛發現它們，尤其是在黑暗或薄霧中，尤其是它們被偽裝在路邊。鹿是一些可能對道路安全造成威脅的動物。提出了一種用于檢測和跟蹤車輛中的鹿以避免碰撞的系統。一些汽車品牌在其汽車中安裝了動物測溫儀和屏幕，用于手動檢測意外的高溫物體。使用現代高效耕作設備進行日常耕作時，野生動物很容易受傷或被殺。因此，提出了自動分析熱圖像以檢測隱藏在植被中的動物的方法。他們使用了預處理步驟，即先使用高斯的拉普拉斯算子對圖像進行過濾，然后再使用自適應閾值檢測動物。