پردازش تصاویر امروزه بیشتر به موضوع پردازش تصویر دیجیتال گفته می‌شود که شاخه‌ای از دانش رایانه است که با پردازش سیگنال دیجیتال که نماینده تصاویر برداشته شده با دوربین دیجیتال یا پویش شده توسط پویشگر هستند سر و کار دارد.

پردازش تصاویر دارای دو شاخه عمده بهبود تصاویر و بینایی ماشین است. بهبود تصاویر دربرگیرنده روشهایی چون استفاده از فیلترمحوکننده و افزایش تضاد برای بهتر کردن کیفیت دیداری تصاویر و اطمینان از نمایش درست آنها در محیط مقصد(مانند چاپگر یا نمایشگر رایانه) است، در حالی که بینایی ماشین به روشهایی می‌پردازد که به کمک آنها می‌توان معنی و محتوای تصاویر را درک کرد تا از آنها در کارهایی چون رباتیک و محور تصاویر استفاده شود.

چشم به عنوان یکی از حیاتی ترین حسگرهای انسان نقش بسزایی در زندگی ما دارد. امروزه با پیشرفت چشمگیری که در ساخت پردازنده ها صورت گرفته است، این امکان نیز برای ما فراهم شده تا در ساخت روبات ها و سیستم های کنترلی از دوربین به عنوان یک چشم مصنوعی استفاده کنیم.

پنج کاربرد عمده پردازش تصویر را می توان رباتیک ، سیستم های دفاعی ، مهندسی پزشکی ، کنترل صنعتی و گرافیک کامپیوتری عنوان کرد. در سیستم های رباتیک معمولا از پردازش تصویر برای هدایت ربات و تشخیص اشیا استفاده می شود. در سیستم های دفاعی برای یافتن هدف و یا رهگیری یک هدف متحرک پردازش تصویر یکی از قابل اعتمادترین روش های موجود می باشد. در مورد کاربردهای گرافیکی نیز یکی از معروفترین نرم افزارهای مبتنی بر پردازش تصویر فتوشاپ می باشد که همگی با کاربردهای این نرم افزار آشنا هستیم. تشخیص نوع بیماری نیز رایج ترین کاربرد پردازش تصاویر پزشکی است. در نهایت ، امروزه خطوط تولید صنعتی برای کنترل کیفیت محصولات تولید شده و همچنین کنترل حرکات خط تولید از سیستم های مبتنی بر پردازش تصویر بهره جسته اند.