Trong quá trình phát triển, mạng nơron đã đƣợc ứng dụng thành công trong rất nhiều lĩnh vực. Một số ứng dụng chính của mạng nơ-ron có thể liệt kê là:
- Xử lý ảnh: Gồm trùng khớp ảnh, tiền xử lý ảnh, phân đoạn và phân tích ảnh, nén ảnh, ...
- Nhận dạng mẫu: Gồm việc tách các nét đặc biệt của mẫu, phân loại và phân tích tín hiệu của ra đa, nhận dạng và hiểu tiếng nói, nhận dạng vân tay, ký tự, chữ viết, ..
- Y học: phân tích và hiểu tín hiệu điện tâm đồ, chuẩn đoán bệnh, xử lý ảnh y học.
- Các hệ thống quân sự: phát hiện thủy lôi, phân loại luồng ra đa, nhận dạng ngƣời nói.
- Giải trí: Hoạt hình, các hiệu ứng đặc biệt, dự báo thị trƣờng.
- Các hệ tài chính: Gồm phân tích thị trƣờng chứng khoán, định giá bất động sản, cho vay, kiểm tra tài sản cầm cố, đánh giá mức độ hợp tác, phân tích đƣờng tín dụng, cấp phát thẻ tín dụng, dự báo tỷ giá tiền tệ và thƣơng mại an toàn.
- Trí tuệ nhân tạo: Gồm các hệ chuyên gia, .. - Các hệ thống năng lƣợng.
- Dự đoán: Dự đoán các trạng thái của hệ thống,..
- Vấn đề lập kế hoạch, điều khiển và tìm kiếm: Gồm cài đặt song song các bài toán thỏa mãn ràng buộc, bài toán lập thời khóa biểu cho trƣờng đại học, bài toán ngƣời đi du lịch, ..
- Giải các bài toán tối ƣu: Vấn đề chính là tìm những thuật toán huấn luyện mạng để góp phần tìm nghiệm cho nhiều lớp bài toán tối ƣu toàn cục. Tóm lại, mạng nơ-ron nhân tạo đƣợc xem là một cách tiếp cận đầy tiềm năng để giải quyết các bài toán có tính phi tuyến, phức tạp và đặc biệt trong tình hình các dữ liệu đầu vào không tƣờng minh.