Практическое применение линий уровня в научных исследованиях заключается в следующем:

• Графическое выделение в пространстве исследуемых параметров областей с заданными уровнями значений критериев. 1 Например, определение областей устойчивости системы или выделение областей, соответствующих предельно допустимым значениям критериев качества. 1
• Нахождение наибольших и наименьших значений функций двух переменных. 3 Это позволяет легко находить наибольшее и наименьшее значение функции на некотором множестве. 3
• Исследование асимптотического поведения решений сингулярно возмущённых уравнений. 2 Для этого с использованием линий уровня сопряжённых гармонических функций производят покрытие и деление области, а затем исследуют асимптотическое поведение решения заданного уравнения. 2
• Исследование формы поверхности. 4 Линии уровня помогают выяснить, как выглядит та или иная поверхность, причём без построения трёхмерного чертежа. 4