Funkcja liniowa znajduje wiele zastosowań. Możemy wykorzystywać ją do modelowania (czyli matematycznego opisywania) wielu zjawisk, w których zachodzą proste zależności takie jak na przykład ruch, który opisujemy za pomocą prędkości, długości pokonywanej drogi oraz czasu, w jakim ruch się odbywa. Wszystkie składowe ruchu wpływają na siebie wzajemnie, co w matematyce określamy proporcjonalnością.

Inne przykłady,  wykorzystania funkcji liniowej, to choćby obliczanie ceny łącznej w zależności od ilości produktu, zużycie żwirku w zależności od liczby kotów w domu, czy obliczanie liczby zjedzonych przez psa smakołyków w danym okresie, w zależności od liczby i długości spacerów, na jakie go zabieramy.
Spektrum zastosowań funkcji liniowej do opisywania otaczającej nas rzeczywistości jest bardzo szerokie i w znajdowaniu dla niej zastosowań ogranicza nas tylko nasza wyobraźnia.

Dodajmy nawiasem, że przedstawianie zjawisk za pomocą funkcji liniowej jest zwykle uproszczonym modelem rzeczywistości. Na przykład opisując za jej pomocą ruch, nie bierzemy pod uwagę wielu aspektów mających wpływ na ruch takich jak ilość zakrętów, to, czy kierowca zatrzymywał się, aby przepuścić kogoś przez ulicę, nie bierzemy pod uwagę możliwości pojazdu, nawierzchni, która raczej nie jest jednolita w ciągu trwania ruchu, a także warunków pogodowych. Jeśli chwilę się zastanowimy, zauważymy, że kierowca najprawdopodobniej pokona w innym czasie tę samą drogę tym samym pojazdem w czasie słonecznego dnia i w czasie gradobicia, a jednak w zadaniach nie bierzemy pod uwagę pogody, ponieważ badamy zjawisko ruchu ogólnie, uśredniając je. Oczywiście nie chodzi tu o zubożenie opisu zjawiska. Uproszczony model ma za zadanie przybliżyć je na podobnej zasadzie, jak na przykład średnia ocen ucznia.