ترتبط أبحاث العمليات بالتخصصات الأخرى بطريقة مباشرة ووثيقة، حيث يعتمد هذا التخصص على الرياضيات والإحصاء والاقتصاد وعلوم الحاسوب والهندسة والعلوم الطبيعية وغيرها من التخصصات.
فيما يتعلق بالرياضيات، فإن العمليات والنماذج والتقنيات التي تستخدم في أبحاث العمليات تعتمد بشكل كبير على الرياضيات العامة والتحليلية، بالإضافة إلى الجبر والإحصاء وتطبيقاتهما العديدة. ويتطلب هذا التخصص أسساً قوية في الرياضيات، حيث يتم استخدام مفاهيم مثل الإحصاء والاحتمالات والتحليل الرياضي والجبر لتطوير نماذج وحلول للمشاكل التي تواجه الشركات والحكومات والمؤسسات.
من جهة أخرى، تستخدم أبحاث العمليات طرق ونماذج علمية معقدة لتحليل البيانات والمعلومات وتوقع السلوكيات في الأسواق والمجتمعات، ومن هذا المنطلق ترتبط بطريقة وثيقة بالاقتصاد. وتستخدم بحوث العمليات أدوات البرمجة الرياضية ، والتحليل الاقتصادي الكمي ، والنمذجة الاحتمالية ، والتحليل المالي الكمي لتحسين استخدام الموارد ، والتخطيط الإداري ، واختيار الاستثمارات ، وإدارة النظم اللوجستية والسلسلة اللوجستية.
وأخيرًا، تتشارك أبحاث العمليات بشكل كبير مع التخصصات الهندسية وعلوم الحاسوب والعلوم الطبيعية، حيث يتم تطبيقها على مجالات متعددة مثل تصميم العمليات الصناعية والصيانة والجدولة وإدارة الأنظمة والربط بين العمليات وغيرها من المجالات المختلفة. وبالتالي، فإن أبحاث العمليات ترتبط بالعديد من التخصصات الأخرى وتعد نقطة اتصال بينها جميعاً.