تستخدم العديد من المجالات التحليل الرياضي المعقد ومن أبرزها:
1- الاحصاءات والتحليل الاحصائي: لتحليل البيانات واستخراج المعلومات المفيدة منها.
2- الألعاب الرياضية: لتطوير استراتيجيات الفرق الرياضية وتحليل أدائها خلال المباريات.
3- التحليل المالي: لتوقع الأسواق المالية وتقييم الأصول والأسهم وغيرها من الممتلكات الاقتصادية.
4- علوم الاستشعار عن بعد: لتحليل البيانات التي تم جمعها من الأقمار الصناعية أو من الأجهزة المستخدمة في الرصد البيئي.
5- التصميم الهيكلي: لتصميم المنشآت وفحص متانتها واستدامتها.
6- تطبيقات الذكاء الاصطناعي: لتطوير نماذج تعلم آلي يقوم بتحليل البيانات واستخراج المعرفة منها لتحسين البرامج والتطبيقات.