由於計算機具有運算快速、精確，存儲容量大等特點，使得計算機在很多領域內都可以代替或協助人類的工作。隨著微型計算機和計算機網絡的誕生和發展，其應用領域也不斷地深入和擴展。歸納起來可分為以下幾個方麵。
（1）科學計算。
科學計算也稱數值計算。計算機最開始是為解決科學研究和工程設計中遇到的大量數學問題的數值計算而研製的計算工具。隨著現代科學技術的進一步發展，數值計算在現代科學研究中的地位不斷提高，在尖端科學領域中顯得尤為重要。例如，人造衛星軌跡的計算，房屋抗震強度的計算，火箭、宇宙飛船的研究設計，都離不開計算機的精確計算。在工業、農業以及人類社會的各個領域，計算機的應用都取得了許多重大突破，就連我們每天收聽收看的天氣預報都離不開計算機的科學計算。
（2）信息處理。
目前，信息處理已成為計算機應用中的一個最主要的部分。信息處理所涉及的範圍和內容十分廣泛，在科學研究和工程技術中，會得到大量的原始數據，其中包括大量圖片、文字、聲音等。信息處理就是對數據進行收集、分類、排序、存儲、計算、傳輸、製表等操作。目前計算機的信息處理應用已非常普遍，因為信息數據處理具有計算方法比較簡單、數據處理量相當大的特點。如人事管理、庫存管理、財務管理、圖書資料管理、商業數據交流、情報檢索、經濟管理、人口普查、辦公自動化、數據統計等。信息處理已成為當代計算機的主要任務，是現代化管理的基礎。據統計，全世界計算機用於數據處理的工作量占全部計算機應用的80％以上，大大提高了工作效率，提高了管理水平。
（3）自動控製。
自動控製是指通過計算機對某一過程進行自動操作，它不需人工幹預，能按人預定的目標和預定的狀態進行過程控製。所謂過程控製是指對操作數據進行實時采集、檢測、處理和判斷，按最優值進行調節的過程。目前被廣泛用於機械製造、冶金電力、操作複雜的鋼鐵企業、石油化工業、醫藥工業等生產中。使用計算機進行自動控製可大大提高控製的實時性和準確性，提高勞動效率和產品質量，降低成本，縮短生產周期。計算機自動控製還在國防和航空航天領域中起著決定性作用，例如，無人駕駛飛機、導彈、人造衛星和宇宙飛船等飛行器的控製，都是靠計算機實現的。可以說計算機是現代國防和航空航天領域的神經中樞。
（4）計算機輔助設計和輔助教學。
計算機輔助設計（ComputerAidedDesign，簡稱CAD）是指借助計算機的圖形處理能力幫助設計人員進行工程設計，以提高設計工作的自動化程度，節省人力與物力。目前CAD技術已應用於飛機設計、船舶設計、建築設計、機械設計、大規模集成電路設計等。在京九鐵路的勘測設計中，使用計算機輔助設計係統繪製一張圖紙僅需幾個小時，而過去人工完成同樣工作則要一周甚至更長時間。可見采用計算機輔助設計可縮短設計時間，提高工作效率，節省人力、物力和財力，更重要的是提高了設計質量。CAD已得到各國工程技術人員的高度重視。目前該領域內的研究重點是計算機集成製造係統（CIMS，ComputerIntegratedManufacturingSystem），指的是將CAD和計算機輔助製造（ComputerAidedManufacturing）、計算機輔助測試（ComputerAidedTest）及計算機輔助工程（ComputerAidedEngineering）組成一個集成係統，使設計、製造、測試和管理有機地組成為一體，形成高度的自動化係統。在此基礎上可以發展出自動化生產線和“無人工廠”。
計算機輔助教學（ComputerAidedInstruction，簡稱CAI）是指用計算機來輔助完成教學計劃或模擬某個實驗過程。計算機可按不同要求，分別提供所需教材內容，還可以個別教學，及時指出該學生在學習中出現的錯誤，根據計算機對該生的測試成績決定該生的學習從一個階段進入另一個階段。CAI不僅能減輕教師的負擔，還能激發學生的學習興趣，提高教學質量，為培養現代化高素質人才提供了有效方法。
（5）人工智能。
人工智能（ArtificialIntelligence，簡稱AI）是指計算機模擬人類某些智力行為的理論、技術和應用。人工智能是計算機應用的一個新的領域，這方麵的研究和應用正處於發展階段，在醫療診斷、定理證明、語言翻譯、機器人等方麵已有了顯著成效。