现代化的夜视技术，是建立在光增强和热辐射转换成可见光这两种不同的物理学原理上的。
一、微光夜视仪
夜视仪由三部分组成：一是对光线极为敏感的光电阴极，能够将弱光照中物体反射出的弱光线加以接收，然后转变为电信号；二是增强器，电信号在高真空、高电压的条件下被放大；三是荧光屏，在此电信号转变为清晰的图像。
光增强器是将微弱的自然光照射在物体或人身上反射出来的光进行放大，供人观察。这种仪器中的增强器，微光夜视仪堪称代表。比如观察星光的夜视仪的第一代增强器，可将光量通过增强器放大7万倍。第三代光增强器，能使物体光照度增到100万倍，就是在百万分之几个勒克斯的光照度的条件下，用新一代的光增强器组装的微光夜视仪，仍能获得几千个勒克斯单位的光照度的图像。但微光夜视仪容易受天气影响，尤其是在烟、雾、漆黑环境中无法发挥作用。
利用红外线作为光源的夜视仪，能在漆黑的密林中看清100米之外的人；如果有微弱的月光，那么连200米之外的汽车牌照的数字也能看清。不过，这种夜视仪也有缺点，由于它本身发出红外光，因此容易被敌方的夜视仪探测到，所以隐蔽性能差。
二、热成像技术
由于上述两种夜视仪与生俱来的缺陷，科学家又研制出基于热成像原理的夜视装备。
热成像技术，也叫被动红外夜视技术，也就是将热辐射转换成可见光的技术。
利用热成像原理制成的夜视仪，不但不会像红外夜视仪那样因发射红外线而暴露目标，易被敌方发现或干扰之外，而且还比红外夜视仪或微光夜视仪夜视效果更好，具有夜视距离远、清晰度高的特点。
众所周知，任何物体只要高于绝对温度一273.15℃，就会有红外辐射，热成像夜视仪就是靠接收目标本身所辐射的红外光束工作的。即使在漆黑环境下或是受强光影响，这种夜视仪也能实现“全天候”观察。
三、夜视仪的应用
夜视仪被广泛运用于军事。在晴朗的白天，人眼只能看清几公里的景物。在水下，即使海水清澈，视距也不足百米，而在1700米以下的深水里，则是一片漆黑的世界。因此，在潜艇里装上夜视仪，就可以大大提高其在深水里的工作能力。在国防前线，为监视边境情况，夜里仅靠哨兵的眼力是不够的。如果在国境分段安装夜视仪进行监控，既可以节省人员，又能提高工作效率。
现代化的战争，要求兵器专家对武器和军事装备夜战性能的提高进行研究。利用红外线作为光源的夜视仪，被称为“主动式夜视技术”，它可使装运导弹的军车在夜幕的掩护下，悄悄到达目的地；给步枪装上红外瞄准器，可以大大提高命中率。以热成像夜视装备做瞄准器，士兵们将不再被炮口的火焰、爆炸的烟尘和战场的闪光所迷惑，而且还拥有具备特殊的辨别能力——通过探测温差，发现隐蔽在树木草丛深处60米远处的敌人或武器装备，甚至是埋设的地雷。
利用微弱自然光通过增强器看清目标的仪器，被称为“被动式夜视仪技术”，它不仅可以作为直视式夜视观察仪、夜间驾驶仪和夜间瞄准器，另外还可以通过监视器作为间接观察仪器，即“微光电视”，搭载于飞机或炮弹上，将前线的景物图像及声音传回200公里范围内的己方指挥部。
