Вероятностное моделирование может быть применено в различных реальных ситуациях, например:

• В физике для изучения взаимодействия частиц, прогнозирования погодных условий и создания новых материалов. 5
• В экономике и финансах для создания моделей риска и определения вероятности колебаний на рынке ценных бумаг. 1
• В биоинформатике для анализа биологических данных — последовательностей ДНК, РНК и белков. 1
• В инженерно-технических расчётах для оценки надёжности систем, прогнозирования отказов и определения вероятности возникновения аварийных ситуаций. 1
• В разработке ПО для криптографии, анализа данных, машинного обучения, тестирования и оптимизации алгоритмов. 1
• В анализе данных пользователей в социальных сетях для изучения поведения людей в интернете, чтобы понять, как они взаимодействуют друг с другом и какой контент будет им интересен. 2
• В системах распознавания речи для моделирования последовательности звуков как серии состояний с вероятностными переходами между ними. 2

Также вероятностное моделирование может использоваться для предсказания времени в пути, например, между домом и офисом, с учётом заторов, плохой погоды и поломок машин. 5