Bildesensorer brukes i digitalkameraer og andre instrumenter for opptak av bilder. I de fleste sammenhenger har bildesensoren synlig lys som arbeidsområde, men brukes også i varmekameraer, gammakameraer eller ved digital røntgenfotografering. De er også i utstrakt bruk i fjernanalyse og til astronomiske observasjoner, både på bakkestasjoner og ombord på satellitter, romsonder og romstasjoner.