تعد نظرية النظرية العلمية أساسًا للعلوم الطبيعية والتطبيقية، حيث تلاحظ كل التجارب والأدلة وتحاول إنشاء نظريات منطقية ومتسقة لتفسير الظواهر الطبيعية والظواهر التي يتم دراستها في المجالات الأخرى مثل الرياضيات وعلوم الفيزياء والكيمياء.
تطبيقات نظرية النظرية العلمية في الرياضيات البحتة تعتمد على استخدام تجربة الخلق الرياضي التي تجريها العديد من العلماء. ويتضمن هذا الأسلوب إستنتاج القواعد الرياضية الأساسية بعد دراسة وفهم الأدلة المتاحة.
في الفيزياء والكيمياء، تساعد نظرية النظرية العلمية على تفسير وفهم المفاهيم الأساسية والتركيز على الأبعاد الطبيعية للظواهر المراد دراستها. وتساعد هذه النظرية على تحديد العوامل المؤثرة على النظام المدروس والتنبؤ بتصرفه فيما بعد. ومن أمثلة ذلك، تطبيقات نظرية النظرية العلمية في دراسة تفاعلات الجزيئات المركبة وحركة الجسم الدقيقة وديناميات المواد والطاقة.