Неравенство Йенсена применяется в следующих областях математики:

• Теория вероятностей и статистика. 5 Неравенство позволяет получить оценку сверху для математического ожидания случайной величины через её выборочные значения. 5
• Задачи оптимизации. 5 С помощью неравенства Йенсена ищут условный экстремум выпуклой функции. 5
• Статистическая физика. 1 Неравенство имеет особое значение в этой области, когда выпуклая функция является экспоненциальной. 1
• Экономика и финансы. 5 В экономических приложениях неравенство Йенсена связывают с понятием риска инвестиционного портфеля. 5 Оно позволяет оценивать риски сложных инвестиционных продуктов через риски их составляющих. 5