Najważniejsze z tych zastosowań to: separacja galwaniczna w układzie pracującym jako transformator prądu stałego, przetwornik mocy pracujący jako mnożnik prądów, transformowanie, dodawanie lub mnożenie dwóch sygnałów prądowych, bezstykowy pomiar prądu.
Najważniejszym zastosowaniem cienkich warstw ferromagnetycznych wykazujących AMR są głowice odczytu informacji, które zastąpiły wcześniej stosowane głowice indukcyjne. W stosunku do tradycyjnych głowic indukcyjnych głowice magnetorezystancyjne posiadają szereg zalet: niezależność sygnału od szybkości przesuwu źródła pola magnetycznego, większą czułość, co pozwala na ich zastosowanie w dyskach o większej gęstości zapisu.
Wadą głowic magnetorezystancyjnych, w porównaniu z głowicami indukcyjnymi jest to, że nie mogą one jednocześnie pełnić roli głowicy zapisującej.
Czujniki magnetorezystancyjne są stosowane także do pomiaru wielkości mechanicznych, do których należą: przesunięcie liniowe oraz określanie położenia, kąt i prędkość obrotowa, ciśnienie, drgania i przyspieszenie, moment obrotowy, kształt.
Cienkowarstwowe czujniki magnetorezystancyjne wykorzystuje się także do badań materiałowych, pozwalają one na badanie nieniszczące materiałów ferromagnetycznych.