信道編碼:壓縮感知理論中關於稀疏性、隨機性和凸優化的結論可以直接應用於快速糾錯編碼的設計，在實時傳輸中不受錯誤的影響。在壓縮編碼過程中，編碼器可能不知道稀疏表示所需的基。然而，在壓縮感知編碼過程中，只需要對原始信號進行解碼和重構，因此不必考慮其結構，因此可以使用通用編碼策略進行編碼。Haupt等人通過實驗表明，如果圖像具有高度可壓縮性或SNR足夠大，即使測量過程中存在噪聲，壓縮傳感方法仍然可以準確地重建圖像。DOA估計:目標出現的角度在整個掃描空間中很少。從空間譜估計的角度來看，DOA估計是壹個欠定線性逆問題。通過稀疏限制角度數目，可以完成壓縮感知的DOA估計。
波束形成:傳統的自適應波束形成因其分辨率高、抗幹擾能力強而被廣泛應用。但與此同時，其高旁瓣電平和角度失配的高敏感性將大大降低接收性能。為了提高Capon波束形成的性能，這些稀疏波束成形方法限制了波束方向圖中具有大陣列增益的單元的數量，並鼓勵大陣列增益集中在波束的主瓣中，以降低旁瓣水平，提高主瓣中的陣列增益水平並減少角度失配的影響。比如最大旁瓣能量比，混合範數法，最小總變差。利用壓縮傳感原理，萊斯大學成功開發了單像素壓縮數碼相機。設計原理如下:首先通過光路系統將成像目標投影到數字微鏡器件（DMD）上，反射光通過透鏡聚焦到單個光電二極管上，光電二極管兩端的電壓為測量值y .重復m次這種投影操作以獲得測量矢量，然後通過最小總變分算法構建的數字信號處理器重建原始圖像。數字微鏡器件通過數字電壓信號控制微鏡的機械運動，實現對入射光的調節。由於相機直接獲得M個隨機線性測量值，而不是原始信號的N（M，N）個像素值，因此低像素相機可以拍攝高質量圖像。
壓縮感知技術還可以應用於雷達成像領域。與傳統雷達成像技術相比，壓縮感知雷達成像實現了兩個重要改進:在接收端取消了脈沖壓縮匹配濾波器；同時，由於避免了對原始信號的直接采樣，降低了對接收端模數轉換器的帶寬要求，並將設計重點從傳統的接收端昂貴硬件轉變為新型信號恢復算法，從而簡化了雷達成像系統。生物傳感中的傳統DNA芯片可以並行測量多個生物體，但它只能識別有限數量的生物體。Sheikh等人基於壓縮感知和群體檢測原理設計的壓縮感知DNA芯片克服了這壹缺點。壓縮傳感DNA芯片中的每個檢測點可以識別壹組目標，從而明顯減少了檢測點的數量。此外，基於生物基因序列的稀疏特性，Sheikh等人驗證了壓縮感知DNA芯片中的信號重構可以通過信念傳播的方法實現。