超级计算是解决国家经济建设、社会发展、国防建设等领域一系列重大挑战性问题的重要手段，早已成为世界各国争夺的一个战略制高点。这些依赖超级计算机解决的挑战性问题包括：
交通工具制造：超级计算机可用来认识和改进汽车、飞机或轮船等交通工具的空气／流体动力结构、燃料消耗和防撞强度，并帮助减少噪音，提高乘坐者舒适度。
气候问题：借助超级计算机建模预测气候变化，防范和减轻气候变化带来的破坏。
生物信息：从基因学的数据密集型研究到细胞网络模拟和大规模系统建模，超级计算机将帮助寻找疾病治疗的革命性方法。
地震监测：超级计算机对地震的模拟将帮助我们探索地震预测新方法，通过预警减少地震人财物伤亡和损失的风险。
地球科学：地球物理学涉及大量数据处理和模拟，超级计算机在石油勘测等方面具有潜在和巨大的经济效益。
天体物理：超级计算机模拟是天体物理学的基础，通过模拟时间进程并加速，可对天体演变进行建模和理论试验。
公共健康：超级计算机可对影响社会的健康和安全事件进行模拟，为可能发生的大规模污染和灾难等提出应对措施和规划。
材料科学：基于对物质和能量的密集计算模拟，或许能发现具有很高经济效益的物质和反应。
人类／组织系统研究：宏观经济学和社会动力学的研究同样需要超级计算机，比如对大量人口行为进行模拟。