Erinevat tüüpi pilditöötlusrakendused hõlmavad neid, mida kasutatakse meditsiinis, digitaalkunstis, meteoroloogias, õiguskaitses ja mujal. Arstid kasutavad pilditöötlustehnoloogiaga ehitatud radioloogiaseadmeid, et tuvastada terviseprobleeme, nagu vähkkasvajad ja veresoonte ummistused. Graafilised disainerid ja animatsioonikunstnikud kasutavad illustratsioonide ja arvutimängude tegelaste loomiseks pilditöötlust. Meteoroloogid suudavad digitaalset signaalitöötlust kasutava kaugseiretehnoloogia abil ilmastikuolusid tuvastada ja ennustada. Politseidetektiivid kasutavad digitaalset fototöötlustehnoloogiat, mis on loodud konkreetsete nägude tuvastamiseks, mis aitab neil kurjategijaid tabada.
Röntgentehnoloogia on tervishoiuvaldkonnas olnud kasutusel aastakümneid ning seda on täiustatud arvutitöötlustehnikate abil, mis võimaldavad arstidel näha selgeid ja üksikasjalikke pilte keha sisesüsteemidest. Angiograafia on kujutise signaali töötlemise spetsiifiline rakendus, mis annab väga kontrastsed kujutised patsiendi veresoontest ja nendes olevatest potentsiaalselt ohtlikest trombidest või naastudest. Pilditöötlusrakendusi võib leida ka arvutiaksiaaltomograafia (CAT) skaneeringutest, mis on parandanud vähi varajase avastamise määra ja suurendanud seega patsientide paranemisvõimalusi.
Digitaalne fototöötlus on arvutigraafika üks alustalasid. Dünaamiliste interaktiivsete veebisaitide areng on tekitanud nõudluse keerukamate illustratsioonide ja animatsioonide järele, et seda tüüpi saidid teistest eristuks. Pilditöötlusrakendusi kasutatakse nii realistlikes kui ka mitterealistlikes digitaalsetes maali- ja joonistustehnikates. Kunstnikud ja animaatorid kasutavad ka digitaalset filtreerimist oma loomingu muutmiseks ja täiustamiseks, sealhulgas kolmemõõtmeliseks (3D) renderdamiseks. Arvutimängude kujundus hõlmab täiustatud animatsioonimeetodeid, et tegelasi ellu äratada, ja need mängud on graafikatöötluse täiustamise tõttu muutunud palju realistlikumaks kui varem.
Pilditöötlusrakendusi saab kasutada ka keskkonnateaduse valdkondades, eriti ilmastikuolude jälgimisel ja aruandlusel. Pilditöötluse edusammud on toonud kaasa kaugseire edasise arengu, mis kasutab satelliite, et salvestada valgusspektri ja rõhu muutusi, mis muidu poleks inimsilmale nähtavad. Sellist signaalitöötlust saab kasutada nii salvestussüsteemide infrapunapiltide loomiseks kui ka nende liikumise jälgimiseks teatud ajavahemike jooksul.
Traditsiooniliselt korrakaitses kasutusel olnud kruusipildid on tänu pilditöötlusele viidud uuele tasemele. Näotuvastustehnoloogia suudab videovalve abil jäädvustada kahtlusaluste pilte ja sobitada need automaatselt olemasolevas kuritegeliku andmebaasis olevate kruusipiltidega. Tänu sellele pilditöötlusrakendusele on tabatud kurjategijate arv kasvanud.