روشهای طراحی آزمایشات در بسیاری از نظام ها کاربردی وسیع دارند. در دنیای مهندسی، طراحی آزمایشات ابزاری فوق العاده مهم برای اصلاح عملکرد فرآیندهای تولید است. همچنین کاربردی وسیع در بسط فرآیند های جدید دارد. کاربرد تکنیک های اولیه طراحی آزمایشات در توسعه فرآیند می تواند نتایج زیر را فراهم کند.

۱. نتایج فرآیند را اصلاح کند.

۲. تغییر پذیری را کاهش داده و مطابقت آن را با نیازهای هدف یا اسمی نزدیکتر کند.

۳. زمان گسترش را کاهش دهد.

۴. کل هزینه را کاهش دهد.

DoE در طرح فعالیت های مهندسی نیز نقش عمده ای دارد، که در آن فراورده های جدید تکامل یافته و فراورده های فعلی اصلاح می شوند. بعضی کاربردهای DOE در طرح مهندسی  عبارتند از :

۱. ارزیابی و مقایسه ساختار  طرح پایه

۲. ارزیابی دگرگونیهای مواد

۳. انتخاب پارامتر های طرح به طوری که محصول به خوبی تحت شرایط محیطی بسیار متنوع (عوامل بی نظمی) کار کند.  یعنی به طوری که محصول نیرومند (robustness ) باشد.

۴. تعیین پارامترهای طرح کلیدی محصول که بر عملکرد محصول اثر می گذارند.