隨著眼動儀向智能化、系列化和便攜化發展，其理論研究和在心理學多個分支中的應用都得到了迅速發展。下面簡單介紹壹些眼動理論研究和應用領域。
眼動與視覺信息加工的心理機制研究
它是心理學基礎研究的主要課題。該領域的基礎理論主要是關於視覺信息加工與眼動的關系，尤其是眼跳與註意的關系模型。Godijn和Theeuwes提出了競爭整合模型來解釋外源性眼跳和內源性眼跳之間的競爭。該模型認為眼跳過程發生在壹張眼跳圖上，是動態的、變化的、心理的。是整合不同方面(如內源性和外源性)信息的結果。心理學家都認識到註意力和眼球運動之間的內在聯系。註意是信息加工中常見的心理機制，因此通過眼動了解註意的狀態和方向可以為揭示信息加工的內在機制提供獨特而有效的途徑。
閱讀中的眼動研究
心理學家對閱讀的眼動研究可以追溯到19世紀。名著是1897的Quantz的《閱讀心理學中的問題》、1906的迪爾伯恩的《閱讀心理學》和1908的Huey的《閱讀心理學與教育》。隨著認知心理學的興起，心理學家開始關註眼動和知覺及其認知之間的關系。在閱讀的研究中，心理學家利用眼動參數來反映認知加工的過程。
視覺搜索和圖片觀看模式識別的眼動研究
看圖是壹個不斷搜索的過程，重要信息直觀。人們經常在離中央窩更遠的地方獲得信息。20世紀30年代，Buswell對圖片觀看進行了系統的研究，得到了兩個知覺模型:第壹個是總覽，另壹個是長時間凝視。雅布斯(1967)以眼動為指標，對看圖做了全面系統的研究。Noton stark(1971)提出了壹個視覺模式的知覺理論假說，有證據支持。
模式識別是認知心理學在感知領域的重要課題之壹。Gould等人(1965)研究了搜索數字的眼動模式，Williams(1966)在實驗中發現，當只告知被試正在尋找的數字信息時，被試往往沒有表現出明顯的選擇性註視，而當給出顏色、大小和形狀三種信息中的壹種時，顏色信息使被試表現出明顯的選擇性註視。中國心理學家韓宇昌(1997)研究了被試觀察不同形狀和顏色時的眼動順序(時間和空間順序)，得到了許多實驗結果。
眼動分析在廣告心理學研究中的應用
作為壹種信息傳遞方式，廣告以銷售商品為目的。廣告心理學就是將心理學的基本原理運用到廣告設計中，通過對消費者心理過程和特點的研究，設計出最能激起消費者購買欲望的廣告。人們通過測量各種心理效應來判斷廣告在消費群體中的效果。測量廣告心理效果的方法有:廣告媒體認知測量、廣告媒體記憶測量、視覺心理測量和意見測量。其中，視覺心理測量是廣告心理學研究的重要內容，其測量中經常使用的儀器是眼動儀。眼球跟蹤器可以記錄顧客看廣告時的眼球運動。通過分析記錄的數據，我們可以清楚地了解顧客看廣告時的順序，對畫面某壹部分的凝視時間、凝視次數、掃視距離、瞳孔直徑(面積)變化等等(分析結果時可以劃分興趣區間)。通過分析廣告受眾的心理活動，幫助廣告主了解廣告受眾是否按照廣告制作者的意圖觀看廣告，廣告主(投資者)是否最關註公司名稱、產品名稱和顯著特征、品牌標誌等重要信息。通過眼動分析，可以為廣告設計者合理安排廣告版面(重要信息的位置)、插畫和文案提供有用的依據，也為評價廣告設計的效果提供客觀的指標。
動機和態度的研究
在相同情境下，記錄被試的眼動信息可以檢測被試對信息的選擇取向，從而研究不同個體在相同情境下的動機和態度取向。比如對不同商品的凝視時間，可以反映出被試的興趣、誌向和消費動機。
發展心理學研究
通過記錄不同年齡的兒童和青少年在各種條件下的眼動信息，可以檢測他們的信息處理能力和學習能力的發展水平。如果將眼動分析應用於學科問題解決的研究，可以探索和比較不同學生在解決各種問題時提取外部信息的過程和機制，推斷他們的表征問題。