Do sự kết nối của nó với các giả định cơ học thống kê cân bằng (đặc biệt là tiên đề của xác suất bằng tiên đề), tập hợp vi chính tắc là một khối xây dựng khái niệm quan trọng trong lí thuyết.[2] Đôi khi nó được coi là sự phân bố cơ bản của cơ học thống kê cân bằng. Nó cũng hữu ích trong một số ứng dụng số, chẳng hạn như động lực học phân tử.[3][4] Mặt khác, hầu hết các hệ không tầm thường về mặt toán học đều khó khăn để mô tả trong tập hợp vi chính tắc, và cũng có sự mơ hồ liên quan đến các định nghĩa của entropy vầ nhiệt độ. Vì những lí do này, khác với các trường hợp thường được ưa thích hơn cho các tính toán lí thuyết.[2][5][6]

Các ứng dụng của các tập hợp vi chính tắc đối với các hệ thống thế giới thực phụ thuộc vào tầm quan trọng của các biến động năng lượng, có thể là kết quả từ các tương tác giữa hệ thống và môi trường của nó cũng như các yếu tố không kiểm soát trong việc chuẩn bị hệ thống. Nói chung, các dao động không đáng kể nếu một hệ thống là vĩ mô lớn, hoặc nếu nó được sản xuất với năng lượng đã biết chính xác và sau đó duy trì gần như cách ly với môi trường.[7] Trong những trường hợp như vậy, tập hợp vi chính tắc được áp dụng. Nếu không, các tập hợp khác là thích hợp hơn - chẳng hạn như tập hợp chính tắc (năng lượng dao động) hoặc tập hợp chính tắc lớn (năng lượng dao động và số hạt).