L'application la plus commune des objectifs télécentriques est la mesure de précision de pièces mécaniques.
Beaucoup d'entre eux produisent des composants pour l'industrie automobile, comme les arbres, les soupapes, pistons et autres parties du moteur. Les pièces comme les tubes ou les profilés en aluminium extrudé sont habituellement contrôlés hors-ligne par des machines dédiées. Lentilles télécentriques sont fréquemment utilisés pour contrôler les dimensions de plus petites pièces mécaniques comme:
Les outils de tournage fraisage ou les machines doivent être mesurées par des dispositifs spécifiques de calibrage, appelé "Presetters outil", qui font une large utilisation des petites lentilles télécentriques et les sources collimaté.
Une autre application typique de lentilles télécentriques est de mesurer les joints d'étanchéité en caoutchouc, les joints toriques et les bouchons en plastique, qui doivent évidemment n’avoir aucun contacts avec les outils techniques de mesure étant donné qu’ils sont trop difficile à manipuler sans changer leur forme ou d’en modifier ainsi les dimensions inspectés.
Beaucoup de récipients en verre pharmaceutiques comme cartouches, flacons, capsules, emballages tubulaires sont habituellement mesurées en utilisant l'optique télécentrique de manière à assurer une parfaite étanchéité et d'empêcher le verre d'être endommagé. Certaines applications pertinentes peuvent également être trouvés dans l'industrie des boissons, par exemple pour mesurer le fil d'un goulot de la bouteille de verre. Seringues, ainsi que de nombreux autres composants passifs médicaux bénéficient également de techniques d'inspection télécentrique.
Les connecteurs électroniques, qui sont souvent faits de pièces de métal entouré de plastique moulé, doivent être contrôlés afin de s'assurer qu'ils sont fabriqués conformément à certaines tolérances que les connecteurs mâles et femelles forment ensemble.
De nombreux autres composants (tels que des résistances, des transistors et des circuits intégrés) ont été inspectés grâce à de petites optiques télécentriques afin de vérifier leur intégrité, leurs dimensions et la position et le pliage des broches de connexion. Cartes électroniques sont très souvent contrôlés comme les distances entre les composants.
Récemment, même les cellules solaires ont commencé à être contrôlée dans la transmission par infrarouge avec des lentilles télécentriques pour assurer leur intégrité.
Les plaquettes de silicium et les surfaces d’écrans LCD sont souvent imagées par le biais de l'optique télécentrique.
Certains autres types d'applications peuvent être mentionnés, comme: