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。
