Wiele naturalnych procesów, takich jak krzywe uczenia się w złożonych systemach, wykazuje na początku niewielki wzrost, który z czasem przyspiesza i osiąga punkt kulminacyjny. Gdy brakuje konkretnego modelu matematycznego opisującego proces, często stosuje się funkcję sigmoidalną.
Model van Genuchtena-Gupty opiera się na odwróconej krzywej S i stosuje się go do opisu zależności plonów od zasolenia gleby. Przykłady zastosowania logistycznej krzywej S do reakcji plonów roślin uprawnych (pszenicy) zarówno na zasolenie gleby, jak i głębokość zwierciadła wody w glebie pokazano w modelowaniu reakcji upraw w rolnictwie.
W przetwarzaniu sygnałów dźwiękowych funkcje sigmoidalne służą jako funkcje przejścia modułu kształtowania fali w celu emulacji dźwięku przesterowania obwodów analogowych.
W biochemii i farmakologii równania Hilla i Hilla–Langmuira są funkcjami sigmoidalnymi.
W grafice komputerowej i renderowaniu w czasie rzeczywistym niektóre funkcje sigmoidalne służą do płynnego łączenia kolorów lub obiektów geometrycznych pomiędzy dwiema wartościami, bez widocznych