W obrazowaniu, gdzie korelacja przestrzenna jest ważniejsza niż intensywność sygnału (jak np. przy rozdzielaniu fragmentów DNA o określonych długościach), wysokie zaszumienie utrudnia wykrywanie poszukiwanych cech. Wyrównywanie histogramu zwiększa szansę ich detekcji, co umożliwia stosowanie łagodniejszych metod chemicznych, mających na celu fizyczne zwiększenie kontrastu obrazowanych fragmentów DNA.
Wyrównanie histogramu powoduje często powstawanie nierealistycznych efektów w fotografii; mimo to może być bardzo użyteczne dla obrazowania w nauce np. termografii, zdjęciach satelitarnych czy diagnostyce rentgenowskiej, w których użytkownik może używać tzw. fałszywych kolorów (false-color). Metoda może również wywoływać niepowołane efekty (widoczny gradient obrazu, tj. kierunkowa zmiana intensywności kolorów) w zastosowaniu do obrazów o niskiej głębi kolorów. Na przykład jeśli użyjemy metodę do 8-bitowego obrazka wyświetlanego w 8-bitowej palecie odcieni szarości, doprowadzi to do zmniejszenia głębi kolorów. Wyrównanie histogramu będzie najbardziej efektywne w zastosowaniu do obrazów o znacznie większej głębi koloru niż rozmiar palety, np. ciągły sygnał lub 16-bitowe obrazy w odcieniach szarości.