تطبيقات الرياضيات التطبيقية في الفلك كثيرة ومتنوعة، ومن أهمها:
1- تحليل الحركة الظاهرية للكواكب والنجوم وتوقع موعد الاجتماعات والخسوف والكسوف وغيرها من الظواهر الفلكية.
2- تحليل الحركة الحقيقية للجرم السماوي لتحديد خصائصه الفيزيائية مثل الكتلة والسرعة ومداره ومساره.
3- تطوير نظريات الجاذبية وتحليل عملية تفاعل جاذبية الأجرام السماوية.
4- تحليل الإشعاع الذي يصدرها الكواكب والنجوم وتحديد تركيبها الكيميائي.
5- تحليل الصور الفلكية المستخدمة في الدراسات الفلكية الحديثة وتحليل المعلومات الفيزيائية والكيميائية المكتشفة في هذه الصور.
6- إنشاء نماذج الكواكب والنجوم والمجرات وتحليل سلوكها الفيزيائي في مختلف الظروف.
7- تحليل بيانات العديد من المرصديات الفلكية وتطوير برامج الحاسوب المستخدمة في تحليل هذه البيانات.