目前，基於視頻圖像處理的跟蹤技術是研究最多的目標跟蹤技術，主要有以下幾種方法。
基於運動分析的2.1.1方法
基於運動分析的方法主要有幀差法和光流分割法。幀間差分的方法是將相鄰幀圖像相減，然後對所得圖像進行閾值分割，提取運動目標。光流分割法是通過目標與背景之間的不同速度來檢測運動目標。
2.1.2基於圖像匹配的方法
基於圖像匹配的方法可以識別待定目標，確定運動目標的相對位置。正確截獲概率和定位精度是圖像匹配的主要性能指標。根據匹配原理，該方法可分為區域匹配、特征匹配、模型匹配和頻域匹配。
區域匹配的思想是將參考圖像的壹整塊與實時圖像在所有可能的位置疊加，然後計算壹個圖像相似性度量的對應值，其最大相似性對應的位置就是目標的位置。特征匹配是在提取特征後，計算特征屬性向量(點、邊、線段、面或局部能量)的相關程度，相關系數的峰值即為匹配位置。模型匹配就是建立合適的目標模型，通過與圖像的匹配結果來選擇目標的位置。頻域匹配是將視頻圖像變換到頻域，然後根據變換系數的幅度或相位來檢測目標的運動。
2.2基於紅外的跟蹤技術
除了基於普通視頻圖像處理的跟蹤技術，基於紅外圖像的跟蹤技術也有很多應用。
物理學的研究告訴我們，自然界中任何溫度高於絕對零度的物體都會輻射出各種波長的紅外線。物體的溫度越高，其紅外輻射的強度就越大。因此，理論上任何目標都可能被紅外探測器探測到，所以基於紅外的跟蹤技術具有抗幹擾能力強、探測距離遠、對光照條件無要求等特點。由於這些特點，紅外跟蹤技術更多地應用於軍事領域，如紅外制導、機載紅外搜索跟蹤系統、紅外熱瞄準等。
2.3基於衛星定位的跟蹤技術
主要思想是通過導航定位衛星獲取絕對位置進行跟蹤。目前的導航衛星主要有GPS、
GLONASS和伽利略。
GPS是世界上應用最廣泛的導航定位衛星星座，由美國國防部於20世紀70年代建立。
GLONASS是由前蘇聯(現為俄國)國防部自主研發和控制的第二代軍用衛星導航系統。類似於美國的GPS，這個系統也有民用窗口。
與GPS和GLONASS系統不同，伽利略系統是壹個不受軍方控制和管理的民用導航和定位系統。伽利略系統是歐盟和歐空局共同提出的項目。