分子蒸馏仪的应用领域主要包括以下几类：

1. **高沸点物质的提取**：许多物质在高温下具有较好的稳定性，如高沸点芳香族化合物的提取。分子蒸馏无需对流，因此特别适用于提取在高温下不易挥发的、处于胶束或缔合状态的物质。
2. **高纯度物质的制备**：在化工、轻工、食品、医药、生化等领域中，有许多高沸点物质的制备纯化，分子蒸馏是制备高纯度物质的有效方法。
3. **高分子材料加工**：分子蒸馏法操作压力低、过程简单、物料传质速率快，因此比常规方法更能改善高分子的表面性能，有利于提高塑料和纤维等高分子材料的纯度和等级。
4. **小分子化合物的回收**：有些物质在常压下蒸馏，由于沸点很高，不能直接用普通蒸馏、萃取等操作进行分离。例如，某些有机物和无机盐类等。
5. **高分子量共聚物分离**：对于一些高分子量共聚物的分离，由于分子量大，分子间作用力强，常规的分离方法很难得到很好的效果，而利用分子蒸馏可以得到很好的分离效果。
6. **生物物质的提取和纯化**：包括蛋白质、天然产物、生物碱、色素等物质的提取和纯化。
7. **纳米颗粒制备**：在纳米材料制备过程中，有时需要分离纯化某个组分，由于纳米颗粒尺寸小，传质难度大，分子蒸馏可以更有效地分离和纯化纳米颗粒。

此外，分子蒸馏仪还可以应用于锂电池中的有机溶剂的回收、特殊物料（如水性涂料的颜料）的脱挥发、超临界CO₂的提纯等场景。