超級計算是解決國家經濟建設、社會發展、國防建設等領域一系列重大挑戰性問題的重要手段，早已成為世界各國爭奪的一個戰略制高點。這些依賴超級計算機解決的挑戰性問題包括：
交通工具制造：超級計算機可用來認識和改進汽車、飛機或輪船等交通工具的空氣／流體動力結構、燃料消耗和防撞強度，并幫助減少噪音，提高乘坐者舒適度。
氣候問題：借助超級計算機建模預測氣候變化，防范和減輕氣候變化帶來的破壞。
生物信息：從基因學的數據密集型研究到細胞網絡模擬和大規模系統建模，超級計算機將幫助尋找疾病治療的革命性方法。
地震監測：超級計算機對地震的模擬將幫助我們探索地震預測新方法，通過預警減少地震人財物傷亡和損失的風險。
地球科學：地球物理學涉及大量數據處理和模擬，超級計算機在石油勘測等方面具有潛在和巨大的經濟效益。
天體物理：超級計算機模擬是天體物理學的基礎，通過模擬時間進程并加速，可對天體演變進行建模和理論試驗。
公共健康：超級計算機可對影響社會的健康和安全事件進行模擬，為可能發生的大規模污染和災難等提出應對措施和規劃。
材料科學：基于對物質和能量的密集計算模擬，或許能發現具有很高經濟效益的物質和反應。
人類／組織系統研究：宏觀經濟學和社會動力學的研究同樣需要超級計算機，比如對大量人口行為進行模擬。