Le juge de l’application des peines (JAP) est chargé de déterminer les modalités du traitement pénitentiaire de chaque condamné (code de procédure pénale "Des juridictions de l'application des peines"). Le JAP peut ordonner, modifier, ajourner ou révoquer les mesures de sursis probatoire, de permission de sortie, d'aménagement de peine (semi-liberté, surveillance électronique, libération conditionnelle, etc.).

Le JAP possède une compétence territoriale qui s’étend aux établissements pénitentiaires se situant dans le ressort de son tribunal judiciaire, ainsi qu’aux condamnés en milieu ouvert résidant habituellement dans ce ressort.

Pour assurer ces diverses missions, le juge de l’application des peines peut procéder, sur l’ensemble du territoire national, à des actes d’enquête et mandater des travailleurs sociaux. Il a également la possibilité de décerner des mandats (d’amener ou d’arrêt), afin de s’assurer de la présence d’un condamné qui ne respecterait pas ses obligations ou serait en fuite.

À l’exception de certaines mesures (réduction de peine et permission de sortie), les décisions du JAP sont rendues à l’issue d’un débat contradictoire tenu en chambre du conseil, au cours duquel le procureur, le condamné et son avocat sont entendus. Les décisions du JAP sont susceptibles de contestation devant la chambre de l'application des peines de la cour d'appel.

Le JAP est assisté dans sa mission par le service pénitentiaire d’insertion et de probation (SPIP) et par la commission d’application des peines qu’il préside et dont le procureur de la République et le chef d’établissement pénitentiaire sont membres de droit. 

La plupart de ses décisions sont rendues à juge unique, mais l'aménagement des peines les plus lourdes relève de la compétence d'un tribunal d’application des peines composé de trois JAP.