Монотонні послідовності відіграють важливу роль у математичному аналізі. Дослідження функції на монотонність є істотною частиною побудови її графіка-воно дає змогу знайти точки екстремуму і визначити характер зміни функції.
Монотонні функції широко використовуються у теорії міри і теорії ймовірностей, при доведенні нерівностей, їх розв’язуванні, розв’язуванні рівнянь.