Сигма-модель используется в следующих сферах науки и техники:

• Физика конденсированного состояния. 1 С её помощью описывают квантовый эффект Холла, сверхтекучий гелий-3, ферромагнетики и спиновые цепочки. 1
• Теория струн. 12 Двумерные сигма-модели с нулевой бета-функцией описывают всевозможные решения струнных уравнений движения. 3
• Физика частиц. 1 Сигма-модель применяется в непертурбативной теории поля для описания топологических солитонов. 1
• Модели супергравитации. 5 В них поле принимается за симметричное пространство. 5

Таким образом, сигма-модель используется в разных областях теоретической и математической физики. 2