عمده کاربرد قطعات متخلخل پلیمری، فیلتراسیون و جداسازی جریان‌های سیال از ناخالصی ‌می‌باشد. این فیلترها با اندازه حفرات قابل تغییر از 1 تا 200 میکرون بنا به کاربرد و اندازه ناخالصی‌ها و همچنین توزیع یکنواخت حفرات، ناخالصی‌ها را از جریان‌های سیالی حذف و جدا کرده و جریانی پاک و خالص را تضمین می‌نماید.

به منظور تخلیه گاز تجمع‌یافته حاصل از تبخیر در برخی مخازن نگهداری مواد و جلوگیری از ایجاد انفجار ناشی از فشار بالا، از قطعات و فیلترهای متخلخل استفاده می‌شود. این اجزاء متخلخل نه تنها منجر به تخلیه گاز می‌شوند، بلکه از ورود ناخالصی، گرد و غبار و حتی شعله و جرقه‌های احتمالی در محیط به مخزن جلوگیری می‌کنند. یک مثال ساده از این کاربرد وجود فیلترهای تهویه و تخلیه در باتری های خودرو و صنعتی و مخزن های ذخیره سوخت است.

در این کاربرد، فیلتر متخلخل هوا یا گازهای دیگر را از خود عبور داده و به محض تماس با مایع، مسدود شده و مانع عبور و سرریز مایع می‌گردد؛ در نتیجه جریان را قطع می‌کند. این نوع فیلتر در محصولاتی چون فیلتر کیسه ساکشن اتاق عمل و همچنین دستگاه‌های وکیوم‌تراپی به کار می‌رود.

قطعات متخلخل می‌توانند میزان مشخصی مایع را در حفرات و تخلخل خود نگه داشته و در هنگام تماس با سطوح، این مایعات را با نرخ و مقدار معین (بسته به اندازه حفرات و تخلخل) رها و جاری سازند. به عنوان مثال نوک ماژیک، جوهر را از منبع تحتانی ماژیک براساس اصل مویینگی جذب کرده و در هنگام تماس با کاغذ بر روی آن جاری می‌سازد.

قطعات متخلخل می‌توانند مانند یک فتیله، مایع را از یک منبع مشخص در حفرات و تخلخل خود جذب کرده و در یک محیط سیالی دیگر مانند هوا و با نرخ کنترل‌شده و ثابت انتشار دهند. این قطعات در محصولاتی چون خوشبوکننده‌های هوا و برخی حشره‌کش‌ها کاربرد دارند.

به منظور تزریق هوا یا گاز به صورت کنترل‌شده در مایعات و در جهت افزایش سطح تماس بین گاز و مایع برای انحلال بیشتر و بهتر، از قطعات متخلخل استفاده می‌شود؛ به این صورت که گاز از حفرات آنها عبور کرده و به صورت حباب‌های ریز در مایع پخش می‌شود. به عنوان مثال دیفیوزرهای مخازن تخمیر، آکواریوم‌ها و اکسیژن‌سازها با این عملکرد کار می‌کنند.