熱重法的應用主要在金屬合金，地質，高分子材料研究，藥物研究等方面。熱重分析儀的應用主要有以下幾點：

1、金屬與氣體反應的測定

金屬和氣體的反應是氣相-固相反應，可用熱重法測定反應過程的質量變化與溫度的關系，并可作反應量的動力學分析。這類實驗甚至可在SO₂，NH₃之類的腐蝕性氣氛中進行。圖中所示是氧化鐵在氫氣中的還原反應。實驗條件：氫氣流速30mL/min，升溫速率10℃/min，樣品量23.6mg。還原反應按下式進行：

Fe₂O₃ ＋ 3H₂ ＝ 2Fe ＋ 3H₂O

在500℃左右時，失重量為30.1％，表明氧化鐵幾乎全部被還原。

類似地，也可測出鐵在空氣中的氧化增重。

2、金屬磁性材料的研究：

金屬磁性材料的特性：有確定的磁性轉化溫度（即居里點）。在外加磁場的作用下，磁性物質受到磁力作用，在熱天平上顯示一個表觀質量值，當溫度升到該磁性物質的磁性轉變溫度時，該物質的磁性立即消失，此時熱天平的表觀質量變?yōu)榱恪＠眠@個特性，可以對熱重儀器進行溫度校正。

3、在地質方面的應用

礦物鑒定：礦物的熱重曲線會因其組成、結構不同而表現出不同的特征。通過與已知礦物特征曲線進行起始溫度、峰溫及峰面積等的比較便可鑒定礦物。

由于熱分析的數據具有程序性特點，因而要注意試驗條件引起實驗結果的差異。

礦物定量：礦物因受熱而脫水、分解、氧化、升華等均可引起質量變化。可根據礦物中固有組分的脫出量來測定試樣中礦物的含量。