في الليالي ذات الإضاءة الخافتة أو حتى المظلمة تمامًا، تنخفض قدرة العين البشرية على إدراك البيئة بشكل حاد. وقد أظهرت الأبحاث العلمية أنه عندما تكون الإضاءة أقل من 0.1 لوكس (أي ما يعادل شدة ضوء ليلة مظلمة)، تعجز العين البشرية عن تمييز التفاصيل. وهنا تحديدًا يأتي دور أجهزة الرؤية الليلية.

هناك مبدأان رئيسيان لعمل أجهزة الرؤية الليلية. الأول هو التصوير بالتضخيم البصري، الذي يُحوّل الفوتونات الضعيفة إلى إلكترونات عبر مهبط ضوئي، ويُضخّم الإشارة الإلكترونية آلاف المرات عبر صفيحة دقيقة، ثم يُعيدها إلى صورة مرئية على شاشة فلورية.

بسبب حساسية العين البشرية للضوء الأخضر، فإن أكثر من 90% من أجهزة الرؤية الليلية تستخدم شاشة خضراء لتقليل التعب البصري.

نوع آخر هو التصوير الحراري، الذي يلتقط الأشعة تحت الحمراء المتوسطة والبعيدة الصادرة عن الأجسام، ويحوّلها إلى صور لتوزيع درجة الحرارة. ويمكنه التعرّف على الأهداف حتى في بيئات الإضاءة الخافتة، وتُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في مهام الاستطلاع والإنقاذ العسكرية والشرطية.

تظهر البيانات أن أجهزة الرؤية الليلية الحديثة من الجيل الثالث يمكنها تضخيم 0.003 لوكس من الضوء إلى سطوع يمكن التعرف عليه بوضوح بواسطة العين البشرية؛ يمكن لمعدات التصوير الحراري عالية الأداء اكتشاف التغييرات الدقيقة مع فرق في درجة الحرارة يبلغ 0.05 درجة مئوية فقط.

وهذا يعني أنه سواء في الغابات التي لا يوجد بها قمر أو في الدخان والضباب، يمكن للمستخدمين التركيز بشكل ثابت على أهدافهم.

مع التقدم التكنولوجي، استُخدمت أجهزة الرؤية الليلية على نطاق واسع في مراقبة الحياة البرية، ودوريات الأمن، وعمليات الإنقاذ في حالات الطوارئ. وبالمقارنة مع معدل تمييز العين البشرية التقليدية ليلاً (حوالي 10%)، يمكن لأجهزة الرؤية الليلية زيادة هذا المعدل إلى أكثر من 80%، مما يُحسّن كفاءة العمل بشكل ملحوظ، ويعزز أيضاً سلامة الأنشطة الليلية بشكل كبير.