Во-первых, это позволяет по-новому взглянуть на сигнал, лучше понять его природу, найти характерные частоты сигнала (если их несколько, то по виду самого сигнала это может быть затруднительно). Например, складывая две синусоиды можно добиться весьма разнообразных форм сигнала. Посмотрев только на форму, не всегда можно понять, что такой сигнал можно представить как всего две синусоиды. На спектре это видно.
Если в спектре присутствует несколько пиков, а большая часть составляющих равна 0, то можно добиться грандиозного сжатия информации. Всего несколько чисел – положение пиков и амплитуды соответствующих гармоник, но в них практически вся информация о свойствах сигнала.
При обработке медицинских сигналов требуется строить диагностические критерии, признаки того или иного заболевания. Расчет спектральных характеристик (частот, амплитуд гармоник, скорости спадания амплитуды с ростом частоты и т.д) – один из способов их поиска.
Еще одним приложением спектрального анализа является фильтрация сигналов.