Линза Люнеберга используется в системах радиолокации и радиосвязи как направленный излучатель. 3 Некоторые способы применения:

• Формирование луча в радарах. 12 Например, в американском радаре AN/SPG-59 линза Люнеберга использовалась в качестве формирователя луча. 12 На поверхности линзы располагалось несколько тысяч приёмных и передающих элементов. 1 Когда один из передающих элементов формировал сферическую радиоволну, линза преобразовывала её в волну с плоскопараллельными фронтами. 12
• Создание объектов, сильно отражающих радиоволны. 1 Линзы Люнеберга используются в ракетах-мишенях для имитации эффективной площади рассеяния реальных целей с большими размерами, например, боевых самолётов. 12
• Использование в спутниковых системах слежения. 3 Линзы Люнеберга могут применяться в таких системах, размещаемых на суше, на борту корабля, в фюзеляже самолёта и т. д.. 3
• Применение в системах радиопротиводействия. 4 Линза Люнеберга может использоваться для направленного переизлучения плоской электромагнитной волны. 4

Линза Люнеберга также может применяться с использованием радиоволн круговой поляризации, что удобно для организации связи с неориентированными объектами. 3