Obrazowanie mózgu fNIRS jest powszechnie uznawana za jedną z technicznych metod obrazowania mózgu, podobnie jak w przypadku fMRI opiera się na odpowiedzi hemodynamicznej. Technika ta wykorzystywana jest w badaniach z wielu dziedzin.
Łączność funkcjonalna (functional connectivity)
Łączność funkcjonalna dotyczy rejonów mózgu, które mają podobne właściwości funkcjonalne, ponieważ są wspólnie zaangażowane w wykonywanie określonych zadań poznawczych. Pomiary z fNIRS tworzą mapę topograficzną aktywności neuronalnej co umożliwia analizę korelacji czasowo zsynchronizowanych odpowiedzi hemodynamicznych pomiędzy przestrzennie odrębnymi regionami zainteresowania w mózgu.
Interakcje społeczne (Hyperscanning) fNIRS stosuje się do równoczesnego rejestrowania danych z dwóch lub więcej mózgów osób będących w interakcji. Badane są współzależności pomiędzy zmianami sygnału rejestrowanymi u różnych osób badanych jednocześnie w celu odnalezienia neuronalnych korelatów zdolności wchodzenia w interakcje. Technika fNIRS pozwala na analizę interakcji międzyludzkich w bardziej naturalnych warunkach niż miało to miejsce w badaniach EEG/fMRI.