Областта на приложение на разпознаването на образи обхваща широк кръг от важни теоретични и практически задачи, като: анализ на пространствени изображения и сцени, разпознаване на буквено-цифрови символи, разпознаване на говор, разпознаване на физиологичнисигнали, анализ и разпознаване на аерофотоснимки и сеизмични сигнали, разпознаване на производствени ситуации. Теорията и практиката на разпознаването на образи намира широко приложение и в редица актуални области на съвременната наука и техника: медицинската и техническата диагностика, роботиката и робототехниката и др. Построяването на „интелигентни” роботи, например, е немислимо без включването в системата им на управление на подсистеми за анализ и разпознаване на околната среда.