Марковские цепи образуют мощный аналитический фундамент для стохастического моделирования в математическом программировании и исследовании операций. Способность этих моделей описывать эволюцию динамических систем, где будущее состояние зависит исключительно от настоящего и не зависит от прошлого (свойство отсутствия последействия, или Марковское свойство), делает их универсальным инструментом в анализе надежности сложных инженерных структур, теории очередей, эконометрике и разработке передовых алгоритмов ранжирования информации (таких как PageRank).