Le terme « optronique » est apparu peu après la Seconde Guerre mondiale dans le domaine de la défense pour y désigner les équipements réalisés à base de composants optiques et électroniques, qui, intégrés avec le radar, ont trouvé dans les systèmes d'armes un développement très important. Cette introduction de l'optronique dans les dispositifs militaires en a considérablement modifié les performances opérationnelles en améliorant les capacités d'observation et de détection par rapport à la vision humaine (vision de nuit, reconnaissance et identification de cibles...), en facilitant le déplacement des véhicules, en réduisant les imprécisions des conduites de tir, du guidage d'arme (précision dite « chirurgicale »). Ces sujets sont traités dans le paragraphe
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Une seconde application de l'optronique concerne, au travers d'instrumentations assez similaires, les domaines du spatial et de l'astronomie (§
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). L'astronomie est utilisatrice de longue date de l'optique, mais elle connaît une révolution grâce aux progrès technologiques de cette discipline et au remplacement de la plaque photographique par les détecteurs électro-optiques. Ces deux domaines sont à l'origine de découvertes scientifiques majeures et, en ce qui concerne le spatial, d'informations concrètes issues de satellites d'observation de la Terre.
La défense, le spatial et l'astronomie se caractérisent par des équipements optroniques assez complexes, réalisés en quantités relativement faibles et faisant appel à des compétences très diverses, donc à des produits dont les coûts, élevés, sont dus à la mise en œuvre des techniques suivantes :