تعد تطبيقات الإطار النظري في البحث العلمي مهمة جدًا؛ لضمان نجاح الدراسة وتحقيق الأهداف المرجوة. أحد التطبيقات الرئيسية للإطار النظري هو توجيه البحث وتحديد هدفه العام والفرعي، ويساعد الإطار النظري الباحث في تحديد المفاهيم والنظريات المرتبطة بموضوع البحث وتوجيه جهوده لتحقيق الهدف المحدد. تطبيق الإطار النظري يساعد أيضًا في تحليل البيانات وتفسير النتائج، كما يمكن استخدام الإطار النظري لتوجيه عملية تحليل البيانات وتحديد العلاقات بين المتغيرات المختلفة؛ لتفسير النتائج وتوضيح العوامل التي تؤثر فيها.
وتطبيق الإطار النظري يساعد أيضًا في توجيه الدراسات السابقة وتحليل الأدبيات المتعلقة بموضوع البحث، ويمكن استخدام الإطار النظري لتحليل الأبحاث السابقة وتحديد الثغرات في المعرفة والمساهمة في تطوير المعرفة الحالية. وأخيرًا، ويستخدم الإطار النظري؛ لتوجيه تصميم الدراسة واختيار المنهجية المناسبة. يمكن استخدام الإطار النظري؛ لتحديد الأدوات والتقنيات المناسبة لجمع البيانات وتحليلها؛ وكذلك لتحديد العينة المناسبة وتحديد طرق البحث المناسبة.