分子蒸馏的应用领域，主要包括以下几个方面：
1、单甘酯的生产
分子蒸馏技术广泛应用于食品工业，主要用于混合油脂的分离。可得到w(单脂肪酸甘油酯)>90%的高纯度产品。从蒸馏液面上将单甘酯分子蒸发出来后立即进行冷却，实现分离。利用分子蒸馏可将未反应的甘油、单甘酯依次分离出来。单甘酯即甘油一酸酯，它是重要的食品乳化剂。
2、芳香油的提纯
随着日用化工、轻工、制药等行业和对外贸易的迅速发展，对天然精油的需求量不断增加。精油来自芳香植物，从芳香植物中提取精油的方法有：水蒸气蒸馏法、浸提法、压榨法和吸附法。精油的主要成分大都是醛、酮、醇类。且大部分都是萜类，这些化合物沸点高，属热敏性物质，受热时很不稳定。因此，在传统的蒸馏过程中，因长时间受热会使分子结构发生改变而使油的品质下降。
3、高聚物中间体的纯化
在由单体合成聚合物的过程中，总会残留过量的单体物质，并产生一些不需要的小分子聚合体，这些杂质严重影响产品的质量。传统清除单体物质及小分子聚合体的方法是采用真空蒸馏，这种方法操作温度较高。由于高聚物一般都是热敏性物质，因此温度一高,高聚物就容易歧化、缩合或分解。
4、羊毛脂的提取
羊毛脂及其衍生物广泛应用于化妆品。羊毛脂成分复杂，主要含酯、游离醇、游离酸和烃。这些组分相对分子质量较大，沸点高，具热敏性。用分子蒸馏技术将各组分进行分离，对不同成分进行物理和化学方法改性，可得到聚氧乙烯羊毛脂、乙酰羊毛脂、羊毛酸、异丙酯及羊毛聚氧乙烯脂等性能优良的羊毛脂系列产品。
