Dentre as áreas de aplicação da P.O. nas organizações, podemos citar:

• organização e gerência de pessoal;
• relações de trabalho;
• redução de gastos;
• pesquisa de mercado;
• eficiência e produtividade;
• organização de fluxos em fábricas;
• métodos de controle de qualidade, inspeção e amostragem;
• prevenção de acidentes;
• organização de mudanças tecnológicas;
• logística (transporte, estoque, distribuição e manipulação);
• comunicações.
  

Embora algumas situações mais complexas exijam o desenvolvimento de modelos sob medida, existem muitos modelos já desenvolvidos, prontos para serem utilizados.