Теория графов применяется в программировании для решения различных задач: 13

• Представление программ. 1 Например, управляющий граф представляет систему управляющих связей в программе, в нём сохраняется членение программы на операторы, а также информация о тождественности операторов и возможных передачах управления между ними. 4
• Эффективное использование ресурсов вычислительной системы. 1 Например, оптимизация использования памяти, регистров, уменьшение обменов между оперативной и внешней памятью. 1
• Организация больших массивов информации. 1 Деревья и графы данных используются для повышения эффективности информационного поиска. 1
• Увеличение степени параллелизма программы. 1 Например, одна из основных структур, используемых при разработке компиляторов, — граф потоков данных. 3
• Повышение эффективности работы многопроцессорных и многомашинных систем. 1 Например, распределение загрузки процессоров, обмен сообщениями между процессами, синхронизация, конфигурация сетей связи между процессорами. 1

Также теория графов используется в рандомизированных алгоритмах, алгоритмах аппроксимации и нахождения кратчайшего пути. 5