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