Teorija čakalnih vrst se uporablja za preučevanje pojava čakanja v vrstah. Nekateri ljudje uporabljajo informacije, zbrane iz teorije čakalnih vrst, da bi ugotovili, kako najbolje postreči strankam in jim tako preprečiti, da bi čakali v vrsti dlje, kot morajo. Teorija omogoča raziskovalcem, da analizirajo več stvari, kot so prihod v vrsti, čakanje v vrsti in čas, potreben za storitve strank. To jim omogoča, da zbirajo in izpeljejo informacije o čakalni dobi stranke, pričakovani količini strank, ki bodo v vrsti, verjetnosti, da bo stranka naletela na vrsto, pa tudi druge podatke. Te informacije se uporabljajo za iskanje načinov za skrajšanje vrst in čakalne dobe.
Aplikacije teorije čakalnih vrst se uporabljajo v številnih vidikih poslovanja, storitev za stranke, trgovine, industrije, zdravstvenega varstva in inženiringa. Aplikacije za storitve za stranke lahko zlasti uporabljajo informacije, zbrane s teorijo čakalnih vrst. Te informacije je mogoče uporabiti za sprejemanje odločitev o vrsti virov, potrebnih za zagotavljanje storitev za stranke. Podatke je mogoče uporabiti tudi za klicne centre, čakalne vrste omrežnih strežnikov, telekomunikacije in prometni tok. Lahko se celo uporablja za narekovanje, v kakšni vrsti linij bodo stali stranke, medtem ko čakajo na različne vrste storitev.
Obstaja več disciplin čakalnih vrst, ki so bile razvite zaradi teorije čakalnih vrst – štiri od njih so prvi prišel, prvi šel (FIFO), zadnji prišel, prvi šel (LIFO), skupna raba procesorja in prioriteta. FIFO opisuje prakso strežbe strank v vrstnem redu, v katerem prispejo, tako da je oseba, ki čaka najdlje, prva postrežena, medtem ko LIFO opisuje prakso strežbe strank tako, da oseba, ki pride zadnja, odide prva, na primer v primeru vožnje z dvigalo. Skupna raba procesorjev služi strankam hkrati, tako da je povprečna čakalna doba za vse stranke približno enaka. Disciplina Priority najprej služi stranki z najvišjo prioriteto. Pomembno je omeniti, da se te discipline lahko uporabljajo za aplikacije, ki niso storitve za stranke.
Primeri, kako deluje teorija čakalnih vrst, so prisotni v mnogih vidikih vsakdanjega življenja. Pri bančnih blagajnah in kreditnih zadrugah lahko vidite eno linijo in več blagajnikov. To se zgodi, da zagotovimo, da ena počasna transakcija ne zadržuje celotne vrstice. Nekatere trgovine odprejo več registrov, če v vrsti čakajo več kot trije ljudje. Obstajajo tudi druge trgovine, ki imajo gostujoče uradnike. Ti referenti objavljajo nakupe in strankam dajejo številko, tako da lahko blagajničarka hitro zaključi transakcijo in s tem skrajša čakalne dobe za vse.