وأثبتت التطبيقات في بحوث العمليات أهميتها الخاصة، في التخطيط وهندسة القرار ودعم اتخاذ القرار المناسب في الوقت المناسب، باستخدام البيانات واستخراج مجموعة الحلول الملائمة. وتطبيق تقنيات بحوث العمليات في المراحل المبكرة من صناعة القرار. لا سيما فيما يعنى بقضايا التعليم أو المجالات المتنوعة التي يمكن لبحوث العمليات على المستوى الحكومي أو الخاص تمكين الاستفادة منها. ففي مسائل الإجابة عن أسئلة تتعلق بالموارد التي ينبغي تعينها أو تقسيمها، أو في مسائل أخرى ذات صلة تتعلق بكفاءة عمل المنظمات وكيفية قياسها وما إذا كان من الممكن استخدام تخصيص الموارد لتحفيز وفورات الكفاءة. قد تحتاج المنظمات المحلية، فضلا عن اهتمامها بمسائل تتعلق بالموارد، إلى اتخاذ قرارات على سبيل المثال بشأن إنشاء مؤسسات جديدة وتحديد مواقعها أو إغلاق المؤسسات القائمة، فضلا عن الخدمات اللوجستية اليومية.
إن طبيعة بحوث العمليات وتفاعلاتها مع قياس الأداء والإستراتيجية يعتمد على تطوير أساليب هيكلة المشاكل. إذ هو أيضا أحد المساعدات الرئيسية لصياغة الإستراتيجيات والسياسات. وكما بدأت بحوث العمليات تلعب دورًا في قياس الأداء، هناك فرص لها في تحسين أنظمة قياس الأداء كذلك. إن بحوث العمليات تضم مجموعة واسعة من الأساليب العملية الحديثة والمتقدمة التي يمكن استخدامها بنجاح كبير في عمليات التخطيط وصناعة وهندسة القرار وفي العديد من المشكلات، خاصة تلك التي تمتاز بالتعقيد في ظروفها ومكوناتها. إذ كثيرًا ما نواجه مشاكل الاختيار بين عدد من الإمكانيات المتاحة، ويتم حل هذه المشاكل في أغلب الأحيان استنادًا إلى التقدير الشخصي والخبرة العملية، ولكن في أغلب الأحيان يصبح من الصعب الاعتماد على الخبرة والتجربة وحدهما للوصول للحل الأمثل أو الاختيار الأمثل في الوقت المناسب.
وتوصل خبراء بحوث العمليات لوضع عدد من الطرق والأساليب الرياضية التي تمكن من حل عدد كبير من المسائل المهمة بسرعة وبسهولة ودقة فائقة، لاسيما في ظل وجود التكنولوجيا ذات النمو المتسارع. وعلى الرغم من تنوع المسائل التي يمكن حلها فإن الهدف تقريبًا متشابه وهو اتخاذ القرار المناسب في الوقت المناسب وسميت هذه بأساليب بحوث العلميات. إن بحوث العمليات هي بحوث مرتبطة وملتزمة بالطريقة العلمية في التفكير والتحليل وتطبيق الوسائل والأساليب العلمية السليمة التي تعنى بإجراء دراسة دقيقة للعمليات المؤثرة ووضع أفضل الطرق وحل مشاكلها. ومن أهم ما ترتكز عليه بحوث العمليات هو استخدام الطريقة العلمية كأساس ومنهج في البحث والدراسة، وبناء النماذج والاعتماد عليها، والمساعدة في اتخاذ القرارات وإيجاد الحل أو الخيار الأمثل. لا تتوقف بحوث العمليات أو تقتصر على مجال دون الآخر. إذ إن مجالات بحوث العمليات واسعة الاستخدام والتطبيق في كل من مجال الإنتاج، مجال التسويق، مجال التمويل، مجال الموارد البشرية، مجال المشتريات والمخزون، مجال الرقابة الإدارية. كذلك في مشكلات متنوعة مثل مشكلات الانتظار، ومشكلات المنافسة ومشكلات تخصيص الموارد ومشكلات الإحلال. إن أي نشاط بشري دائمًا ما يثير تساؤلات حول أخلاقيات الممارسة. أسئلة حول الطرق الصحيحة وغير الصحيحة. أو بعبارة أخرى، مسائل القيم والمسؤولية. تساؤلات من حيث السلوك المهني أثناء الممارسة والتفاعل مع التفضيلات بما يعزز ويخدم المجتمع. لكن بحوث العمليات منذ أن بدأت وهي تعتمد على ثلاثة محاور رئيسية. أولا: معالجة المشاكل بصورة متكاملة، أي دراسة شاملة للنظام. ثانيًا: التميز والإتقان والجودة بين عدة مراحل لتكون مترابطة لإيجاد حلول حقيقية للمواضيع المطروحة محل البحث، ذلك هو توفير المنهجية العلمية أثناء الممارسة. ثالثا: الحفاظ على التنوع العلمي، إذ تتطلب بحوث العمليات استخدام علوم متنوعة في حل المشكلات.