Različne vrste aplikacij za obdelavo slik vključujejo tiste, ki se uporabljajo na področju medicine, digitalne umetnosti, meteorologije, kazenskega pregona in več. Zdravniki uporabljajo radiološko opremo, izdelano s tehnologijo za obdelavo slik, za odkrivanje zdravstvenih težav, kot so rakavi tumorji in blokade krvnih žil. Grafični oblikovalci in umetniki animacije uporabljajo obdelavo slik za ustvarjanje ilustracij in likov računalniških iger. Meteorologi lahko zaznajo in napovedujejo vremenske vzorce s tehnologijo daljinskega zaznavanja, ki uporablja digitalno obdelavo signalov. Policijski detektivi uporabljajo tehnologijo digitalne obdelave fotografij, ki je zasnovana za odkrivanje določenih obrazov, kar jim pomaga pri prijetju kriminalcev.
Rentgenska tehnologija je prisotna že desetletja na področju zdravstvenega varstva in je bila izboljšana s tehnikami računalniške obdelave, ki zdravnikom omogočajo ogled jasnih in podrobnih slik notranjih telesnih sistemov. Angiografija je posebna aplikacija obdelave slikovnega signala, ki prikaže zelo kontrastne slike bolnikovih krvnih žil in morebitnih nevarnih strdkov ali plakov v njih. Aplikacije za obdelavo slik je mogoče najti tudi pri skeniranju računalniške aksialne tomografije (CAT), ki je izboljšalo stopnjo zgodnjega odkrivanja raka in tako povečalo možnosti bolnikov za okrevanje.
Digitalna obdelava fotografij je eden od temeljev računalniške grafične umetnosti. Razvoj dinamičnih, interaktivnih spletnih mest je ustvaril povpraševanje po bolj izpopolnjenih ilustracijah in animacijah, da bi te vrste spletnih mest izstopala od ostalih. Aplikacije za obdelavo slik se uporabljajo tako v realističnih kot nerealističnih digitalnih tehnikah slikanja in risanja. Umetniki in animatorji uporabljajo tudi digitalno filtriranje, da spremenijo in izboljšajo svoje stvaritve, vključno z upodabljanjem v treh dimenzijah (3D). Oblikovanje računalniških iger vključuje napredne metode animacije za oživitev likov in te igre so zaradi izboljšav v obdelavi grafike postale veliko bolj realistične kot v preteklosti.
Aplikacije za obdelavo slik se uporabljajo tudi na področjih znanosti o okolju, zlasti pri spremljanju vremenskih vzorcev in poročanju o njih. Napredek pri obdelavi slik je privedel do nadaljnjega razvoja daljinskega zaznavanja, ki uporablja satelite za beleženje svetlobnega spektra in sprememb tlaka, ki jih človeško oko sicer ne bi videlo. Tovrstno obdelavo signalov je mogoče uporabiti za ustvarjanje infrardečih slik sistemov za shranjevanje, kot tudi za sledenje njihovega gibanja v določenih časovnih obdobjih.
Posnetki vrčkov, ki so bili tradicionalno uporabljeni v organih pregona, so bili zaradi obdelave slik dvignjeni na novo raven. Tehnologija za prepoznavanje obrazov lahko zajame slike osumljencev z videonadzorom in jih samodejno poveže s slikami posnetkov v obstoječi bazi podatkov o kriminalu. Zaradi te aplikacije za obdelavo slik se je povečalo število ujetih storilcev kaznivih dejanj.