Диагональные матрицы используются в машинном обучении и обработке сигналов следующим образом:

• В машинном обучении матрицы, в том числе диагональные, применяют для создания моделей линейной регрессии. 4
• В обработке сигналов диагональные матрицы используют для масштабирования сигнала в реальной области и в области Фурье. 1 Умножение вектора строки на диагональную матрицу эквивалентно покомпонентному умножению вектора на другой вектор. 1
• В обработке сигналов, изображений и речи применяют сингулярное разложение, которое позволяет представить данные в новой ортогональной системе координат (повёрнутой относительно исходной), а сингулярные числа показывают значимость новых осей. 3

Также диагональные матрицы применяют в анализе основных компонентов (PCA) для машинного обучения, в частности для уменьшения размерности данных. 5