Các bộ chuyển mạch quang được sử dụng trong các mạng quang cho nhiều ứng dụng khác nhau. Mỗi ứng dụng yêu cầu thời gian chuyển mạch và số các cổng chuyển mạch khác nhau. Một ứng dụng của các bộ chuyển mạch quang là cung cấp các lightpaths. Trong ứng dụng này, các chuyển mạch được sử dụng bên trong các bộ kết nối chéo nhằm cấu hình lại chúng để cung cấp các lightpaths mới. Một phần mềm cần thiết được thêm vào để quản lý mạng từ đầu cuối đến đầu cuối. Vì thế, với ứng dụng này, các chuyển mạch với thời gian chuyển mạch mili giây được chấp nhận. Sự đánh đổi ở đây là phải thực hiện các bộ chuyển mạch có kích thước lớn.
Một ứng dụng quan trọng khác là chuyển mạch bảo vệ. Ở đây các chuyển mạch được sử dụng để chuyển các luồng lưu lượng từ một sợi chính sang một sợi khác trong trường hợp sợi chính bị hư. Toàn bộ hoạt động phải được hoàn thành trong hàng chục mili giây, bao gồm cả thời gian tìm ra lỗi, thông tin lỗi đến các phần tử mạng thích hợp điều khiển việc chuyển mạch, và thời gian chuyển mạch thật sự. Vì vậy thời gian chuyển mạch yêu cầu khoảng một vài mili giây. Có thể có các dạng chuyển mạch bảo vệ khác nhau, và phụ thuộc phương pháp được sử dụng, số các cổng chuyển mạch cần
thiết có thể thay đổi từ hàng trăm đến hàng ngàn cổng khi sử dụng trong các bộ kết nối chéo bước sóng.
Các bộ chuyển mạch cũng là các phần tử quan trọng trong mạng chuyển mạch gói quang học tốc độ cao. Trong các mạng này, các chuyển mạch được sử dụng để chuyển các tín hiệu trên cơ sở các gói. Với ứng dụng này, thời gian chuyển mạch này phải nhỏ hơn nhiều thời gian của một gói, và các chuyển mạch lớn sẽ cần thiết.
Các bộ chuyển mạch còn được sử dụng như là các bộ điều chế bên ngoài để mở và đóng dữ liệu trước một nguồn laser. Trong trường hợp này, thời gian chuyển mạch phải là một phần nhỏ của thời khoảng bit. Do một bộ điều chế bên ngoài cho một tín hiệu 10Gps (với một thời khoảng bit 100 ps) phải có thời gian chuyển mạch khoảng 10 ps.