Среднеквадратическое отклонение используется в научных исследованиях для разных целей, например:

• Для суждения о колеблемости вариационных рядов и сравнительной оценки типичности (представительности) средних арифметических величин. 2 Это необходимо в дифференциальной диагностике при определении устойчивости признаков. 2
• Для реконструкции вариационного ряда, то есть восстановления его частотной характеристики на основе правила «трёх сигм». 2
• Для выявления «выскакивающих» вариант (при сопоставлении реального и реконструированного вариационных рядов). 2
• Для определения параметров нормы и патологии с помощью сигмальных оценок. 2 Например, в медицине интервал М±1σ обычно принимается за пределы нормы для изучаемого явления. 5
• Для расчёта коэффициента вариации — относительной меры колеблемости вариационного ряда. 25
• Для расчёта средней ошибки средней арифметической величины. 2

Также в физике среднеквадратическое отклонение используется для определения погрешности серии последовательных измерений какой-либо величины. 1