數字圖像處理的應用可以分為兩大類：
基礎處理：通過各類算法來加強圖片視覺效果，比如對比度，降噪等等。典型的應用包括比如Photoshop此類軟件，或者各類攝像設備在輸出圖像前的預處理等等。
內容處理：對圖像內容的分析。常見應用包括臉部檢測與識別（現在很多數碼相機都包含此功能）、視頻搜索、電話會議輔助系統、汽車輔助系統（比如行人探測、交通標示牌識別）等等很多方面，此類應用目前正處於快速成長期。