Cảm biến gia tốc có ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Nhờ việc theo dõi giá trị gia tốc theo các phương khác nhau, cảm biến gia tốc cho phép tối ưu hóa các phép đo bị ảnh hưởng bởi gia tốc trọng trường [15].
Trong kỹ thuật, cảm biến gia tốc cho phép tính toán gia tốc của phương tiện, tính toán độ rung lắc trên máy móc, xe ô tô hay các cấu trúc xây dựng, qua đó tăng cường sự chính xác cho các hệ thống điều khiển và tăng mức độ an toàn cho việc lắp đặt thiết bị.
Trong sinh học, cảm biến gia tốc được sử dụng để phát hiện tần số rung lắc theo hai hoặc ba chiều nhằm phân biệt các hình mẫu hành vi của sinh vật khi không quan sát được trực tiếp hay tính toán năng lượng mà sinh vật sử dụng.
Trong công nghiệp, cảm biến gia tốc được dùng để quan sát và theo dõi độ bền của máy móc dựa vào mức độ rung lắc theo thời gian của các bộ phận chuyển động như động cơ, cánh quạt,… qua đó có thể phát hiện sớm các lỗi cần sửa chữa và thay thế.
Trong xây dựng, cảm biến gia tốc có thể được sử dụng để tính toán chuyển động và độ rung lắc của các cấu trúc xây dựng dưới áp lực của con người, máy móc, hoạt động xây dựng hay phương tiện giao thông, nhờ vậy giúp phát hiện và tính toán mức độ an toàn và chịu lực của các công trình.
Trong địa chất, cảm biến gia tốc đang được sử dụng để theo dõi hoạt động của núi lửa từ xa thông qua việc phát hiện chuyển động của dung nham.
Trong điện tử tiêu dùng, cảm biến gia tốc càng ngày càng có nhiều ứng dụng, bao gồm cung cấp dữ liệu chuyển động đầu vào cho smartphone nhằm phục vụ cho việc chơi game hay các ứng dụng giải trí khác; các hệ thống phát hiện va chạm giao thông tự động sử dụng cảm biến gia tốc để phát hiện tai nạn và phát tín hiệu cấp cứu; cảm biến gia tốc còn được sử dụng trong các thiết bị ổn định hình ảnh như camera của smartphone hay các máy ảnh và máy quay cao cấp,…