Nhiều công trình nghiên cứu khoa học công nghệ thường đưa đến giải bài toán cực trị, tìm điều kiện tối ưu để tiến hành các quá trình, hoặc lựa chọn thành phần tối ưu để tiến hành các quá trình, hoặc lựa chọn thành phần tối ưu của hệ nhiều phần tử. Chẳng hạn, khi xem xét các quá trình công nghệ hoá học mới, nhiệm vụ nghiên cứu thường là thay đổi nhiệt độ, áp suất và tỷ lệ các chất phản ứng để tìm hiệu suất phản ứng cao nhất, tính toán, lựa chọn giá trị thích hợp nhất của các thông số cấu trúc và động học, nhằm đạt đến chất lượng làm việc và hiệu quả kinh tế cao nhất của quá trình. Thực tế có nhiều bài toán cực trị tương tự trong công nghệ vật liệu, công nghệ môi trường, khai thác mỏ... Những bài toán này thường được giải quyết ở các mức độ nghiên cứu các yếu tố có ảnh hưởng đến hệ, lập mô hình biểu diễn mới phụ thuộc giữa các phân tử của hệ, điều khiển hệ theo mục đích cho trước, hoặc đưa về trạng thái tối ưu theo những chỉ tiêu đánh giá đã chọn.