(I) Industrijski sektor
V industrijski proizvodnji se pogosto izgubi velika količina toplotne energije v obliki odpadnih plinov in odpadne vode. Na primer, visokotemperaturni odpadni plin iz jeklarn, procesi hlajenja klinkerja v cementarnah in odpadna toplota iz kemičnih reakcij vsebujejo precej toplote. Toplotni izmenjevalniki za rekuperacijo odpadne toplote lahko pridobijo to odpadno toploto in jo prenesejo v medij, ki potrebuje ogrevanje, kot je predgrevanje surovin v proizvodnih procesih, ogrevanje sanitarne vode ali ogrevanje tovarniških zgradb.
(II) Energetska industrija
V elektrarnah, kotlovnicah in drugih podobnih lokacijah se pri kondenzaciji pare sprošča velika količina toplote. Če te odpadne toplote ne pridobimo in izkoristimo, se izgubi v okolju. Toplotni izmenjevalniki za rekuperacijo odpadne toplote lahko prenesejo kondenzacijsko toploto pare na druge medije, kot so ogrevanje obtočne vode v ogrevalnih sistemih, razširitev ogrevalnega območja, povečanje ogrevalne zmogljivosti elektrarn in učinkovitejša raba energije.
Na nekaterih novih energetskih področjih, kot so sončne termoelektrarne, potem ko-segreti medij s sončno energijo konča svojo nalogo pridobivanja električne energije, še vedno zadrži določeno količino toplote. Toplotni izmenjevalniki za rekuperacijo odpadne toplote lahko zbirajo to toploto in jo uporabljajo za druge pomožne proizvodne procese ali za ogrevanje okoliških stanovanjskih območij, s čimer dodatno izkoristijo vrednost izkoristka virov sončne energije in izboljšajo splošno učinkovitost celotnega energetskega sistema.