Несобственные интегралы используются в различных математических моделях и областях, среди них:

• Теория специальных функций. 1 Один из способов изучения таких функций — представлять их в виде несобственных интегралов, зависящих от параметра. 1
• Математические модели аэродинамики. 4 Несобственные интегралы встречаются в таких моделях и других задачах математической физики. 4
• Теория вероятностей. 1 В этой области часто используют несобственные интегралы. 1
• Теория дифракции света. 1

Также несобственные интегралы применяют для вычисления площади криволинейной трапеции, объёма тела вращения, моделирования вероятностных распределений и интегрирования функций потерь в машинном обучении. 2