کاربردهای یک شبیه ساز پرواز را می‌توان به دو دسته عمده آموزشی و تحقیقاتی دسته بندی کرد. البته در سال های اخیر در حوزه سرگرمی های عمومی نیز حضور این دستگاه را می توان مشاهده کرد.
الف) کاربرد آموزشی
براساس قوانین سازمان بین المللی هوانوردی (ICAO)، خلبانان هواگردهای تجاری موظف هستند بخشی از آموزش‌های اولیه و دوره ای خود را با شبیه ساز بگذرانند. در این کاربرد هدف اصلي شبيه‌ساز، ايجاد احساس واقعي پرواز و در نتيجه بوجود آوردن و گسترش تكنيك های خلباني مي‌باشد. آموزش های مقدماتی و پيشرفته خدمه پروازی و آموزش شرایط بحرانی و اضطراری پرواز به خلبان از جمله مهمترین کاربردهای آموزشی شبیه ساز پرواز هستند.
بهره گیری از شبیه سازهای پروازی جهت آموزش مزایای متعددی نیز دارد که برخی از آنها عبارتند از هزينه پايين آموزش: هزینه استفاده از شبیه ساز به علت عدم استفاده از سوخت، حذف هزينه های فرودگاهی، کاهش استهلاك و مصرف قطعات هوایی و هزینه های تعمیرات و حذف سوانح هوایی ناشی از آموزش، نسبت به هواگرد واقعی بسیار پایین‌تر است.
ایمنی کامل از مزایای دیگری است که برای استفاده از شبیه ساز عنوان شده است، به علت قابليت آموزش شرايط پرواز بر روي زمين، هر گونه خطر ناشي از اشتباهات خلبان كه ممكن است منجر به سقوط يا از دست دادن برخي از قابليتهاي پروازي شود از بين می‌رود. علاوه بر این شبیه ساز باعث افزایش ایمنی پرواز از طریق بالا نگه‌داشتن توانایی‌ها و حفظ مهارت خلبان در طول زمان، مسلط شدن وی بر ادوات داخل کابین و کارکرد آنها، افزایش سرعت واکنش خلبان در مواجهه با شرایط حساس و سانحه که ممکن است تنها چند ثانیه به طول بینجامد، می گردد.
پرواز در شرايط بحراني و غير عادي: آموزش شرایط بحرانی با وسیله واقعی غیرممکن و یا بسیار خطرناک است در حالیکه شبیه ساز بدون کوچک‌ترین خطری این امکان را برای کاربر فراهم می سازد. وضعیت‌های اضطراری که ممکن است خلبان با آنها مواجه شود عبارتند از: از کار افتادن هر یک از سیستم های هواگرد، خاموش شدن موتور، قطع برق هواگرد، آتش‌سوزی در بخش‌های مختلف، باز نشدن ارابه فرود یا شکستن آن، ترکیدن لاستیک روی باند و غیره. در مورد شبیه سازهای نظامی علاوه بر این موارد، موقعیت‌های مختلف تاکتیکی نظیر نبردهای هوا به هوا، تهدید از جانب انواع ادوات پدافند هوایی، پروازهای جمعی با سایر هواگردها، اجرای عملیات هوا به سطح و غیره نیز قابل شبیه سازی است.
راندمان بالا: به كمك شبیه ساز خلبان می‌تواند در هر زمان از ساعات شبانه روز و فارغ از هر نوع محدودیتی پرواز نموده و با هزينه اي بسيار پايين تجربيات پروازي خود را افزايش دهد. شبیه سازها این امکان را فراهم می سازند تا در یک بازه زمانی کوتاه بتوان فازهای پروازی را بارها تجربه و تکرار نمود، امکانی که با استفاده از وسیله واقعی عملاً وجود ندارد و در شبیه ساز نیز باعث حذف زمان های پرت آموزش می گردد.
ارزیابی و ثبت عملکرد خلبان: با استفاده از فناوری های پیشرفته شبیه ساز می توان عملکرد خلبان را در طی مراحل آموزش ضبط نموده و در پایان مورد تجزیه و تحلیل قرار داد.
ب) کاربرد مهندسی و تحقیقاتی
یکی دیگر از نقش‌های مهم شبیه سازهای پرواز، پشتيباني از طرح های مهندسی می‌باشد. از آنجا که انجام تستهاي پروازی براي سیستم‌ها و تجهیزات جدید نصب شده روی هواگرد بسیار پر هزینه است، شبیه سازهای مهندسی به مهندسان اجازه طراحی و ارزیابی عملکرد سیستم‌های جديد را مي‌دهد. شبیه سازهای پروازی کمک شایانی در بازسازی سوانح هوایی به متخصصان این حوزه می‌نماید تا علل وقوع حوادث را شناسایی و در مرتفع نمودن آنها برای پروازهای بعدی اقدامات لازم را انجام دهند. بنابراین کاربرد شبیه ساز در طرح های مهندسی و تحقیقاتی عبارتست از: بررسي و آزمون طرحهاي مختلف بدون صرف هزينه ساخت مدل اوليه و همچنین بررسي رفتار نزديك به حالتهاي غيرعادي و حادثه آفرین مانند واماندگي هواگرد.