在光學系統中，應用菲涅爾透鏡的作用就是將光線從相對較大的區域面積轉換成相當小的面積上，這種透鏡也被稱做集光器或聚光器。

在太陽聚光領域，菲涅爾透鏡是聚光太陽能系統（CPV)中重要的光學部件之一。太陽菲涅爾透鏡聚光鏡就是，透鏡的焦點剛好落在太陽能芯片上。當透鏡面垂直接面向太陽時，光線將會被聚焦在電池片上，匯聚了更多的能量，因而需要較小的電池片面積，大大節約了成本。

應用菲涅爾透鏡能夠將太陽光聚焦到入光面1/10至1/1000甚至更小的接收面（高性能電池片）上，比傳統平板光伏（FPV)發電效率提高30％以上，滿足太陽能聚光發電（CPV)和聚熱系統（TPV)中高能量高溫需求。

菲涅爾透鏡應用於多個領域，包括：

投影顯示：菲涅爾投影電視，背投菲涅爾屏幕，高射投影儀，准直器；

聚光聚能：太陽能用菲涅爾透鏡，攝影用菲涅爾聚光燈，菲涅爾放大鏡；                 

航空航海：燈塔用菲涅爾透鏡，菲涅爾飛行模擬；

科技研究：激光檢測系統等；

紅外探測：無源移動探測器；

照明光學：汽車頭燈，交通標誌，光學着陸系統。