匹配滤波器广泛用于雷达、声纳和通信。

对于大事件带宽积信号，匹配滤波器等效于脉冲压缩。因此可以提高雷达或声纳的距离分辨率和距离测量精度。在扩频通信中，可以实现解扩。

实际系统中的匹配滤波器的确都存在一定程度的失配。比如在雷达系统中，由于目标反射的调制作用，目标的回波不仅在包络上会出现调制(低频调制)，而且由于目标运动会带来多普勒调制，使回波信号附加一个多普勒频移。匹配滤波器一定程度的失配使滤波性能损失一点，但这并不妨碍匹配滤波器的使用。在通信系统中引起匹配滤波器失配的主要原因就是信道衰减，这种衰减可能对不同频率成分的信号衰减程度不一样，就像雷达目标回波中的包络一样会出现低频调制，但这种调制带来的影响比目标回波的多普勒频移要小得多。因此，理论上通信系统中的匹配滤波效果比雷达系统的更好。

在数字信号接收中，滤波器的作用有两个方面:

第一是使滤波器输出有用信号成分尽可能强;

第二是抑制信号带外噪声，使滤波器输出噪声成分尽可能小，减小噪声对信号判决的影响。

通常对最佳线性滤波器的设计有两种准则:

一种是使滤波器输出的信号波形与发送信号波形之间的均方误差最小，由此而导出的最佳线性滤波器称为维纳滤波器;

另一种是使滤波器输出信噪比在某一特定时刻达到最大，由此而导出的最佳线性滤波器称为匹配滤波器。

在数字通信后者，匹配滤波器具有更广泛的应用。