Die Anwendungssimulation betrachtet meist virtuelle physikalische und/oder chemische Prozesse hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit und erlaubt Aussagen über wichtige Parameter, die für die spätere reale Durchführung des Prozesses relevant sind. Grundlage jeder Anwendungssimulation ist dabei stets die möglichst naturgetreue Beschreibung geeigneter mathematischer, physikalischer und chemischer Modelle sowie deren Darstellung auf einer virtuellen Simulationsumgebung. Anwendungsbeispiele sind Schweiß- oder Lötprozesse für die Fertigung, Stoffumwandlungsprozesse in der chemischen Verfahrenstechnik, Temperaturverteilungen in der Thermoprozesstechnik oder fluiddynamische Charakterisierungen von Flüssigkeiten in der Strömungstechnik. Die Anwendungssimulation bildet analog zur Anlagensimulation einen digitalen Zwilling ab, der sich hier jedoch auf den Prozess selbst  und weniger auf das Produkt fokussiert.