聚醚醚酮具有优良的综合性能，在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料，使之成为当今最热门的高性能工程塑料之一，目前主要应用于航空航天、汽车工业、电子电气和医疗机械等领域。
汽车
聚醚醚酮在汽车交通和其他工业方面，“以塑代钢”尤为突出，利用PEEK树脂良好的耐摩擦性能和机械性能，可以作为金属不锈钢和钛的替代品用于制造发动机内罩、汽车轴承、垫片、密封件、离合器齿环、保险杠等各种零部件，另外也可用在汽车的传动、刹车和空调系统中。奥迪、尼桑、NEC、夏普、克莱斯勒、通用已开始大量使用这种材料。汽车座位调节器、变速箱齿轮、发动机配重齿轮、燃油泵、阀体等中都有应用。
航空
聚醚醚酮聚合材料因其异常坚固、具有化学惰性和阻燃特性,并容易加工成公差极小的零部件, 聚醚醚酮的比重轻、防腐性、抗温性等优点,可以成功取代金属、传统复合材料以及其它塑料。
聚醚醚酮聚合材料已正式通过多家飞机制造商的资质认可,同时也符合供应军用标准产品要求，聚醚醚酮树脂可以制造各种飞机零部件---在航空航天领域应用得以迅速扩展。
飞机
飞机减重是航空领域一个重大课题；PEEK和金属的密度比约是1:7；目前空中客车公司用聚醚醚酮复合材料制作飞机电缆夹头和护套,使得航空零件减重50%,可节约成本75%。大大提升了空中客车的续航能力。