一切为了应用。MCU是针对大宗应用、热门应用设计的，也是围绕着应用而改善和提高的。以下介绍一些典型应用及趋势。
1、马达控制
8位MCU有很大的比重是用在小家电中，如电风扇、榨汁机、电动牙刷、洗衣机等，而这类型的应用产品多半都会用上马达，并且由MCU对马达进行控制，所以芯片业者便针对此提出更专精的MCU，如Atmel的ATtiny13∼AT90PWM3，Microchip的PIC16F684或dsPIC30F5015，及Zilog的Z8 Encore!MC系列。只说“马达控制”这实在过于笼统、简化，即便是马达也有各种类型，如步进马达（Stepper Motor）、交流感应马达（AC Induction Motor；ACIM）、直流无刷马达（Brush-Less DC motor；BLDC）、音圈马达（Voice Coil Motor；VCM）、开关式磁阻马达（Switched Reluctance Motor）等，且大类之下还有细别，如两相式BLDC、三相式BLDC等。
对应用工程师来说，各业者虽推出更贴近、迎合马达控制应用需求的MCU，但也需要进一步了解是针对哪种类型的马达应用的。不过，无论针对哪种类型的马达，对MCU而言都需要强化某些方面的控制能力，这包括：MCU的ADC的转换分辨率要更高、速度要更快、取样切换通道要更多；MCU工作频率也需高精度，如±1％、±2.5％等；MCU的PWM输出分辨率要高，甚至最好有相位差编码器（Quadrature Encoder）可供辅助。
2、遥控
家电产品除了经常用到马达外，另一个常用的子系统（Subsystem）便是遥控器，让家电产品能更便利操作使用。所以业者也为MCU加添更多支持遥控应用所需的功能。举例而言，盛群半导体（HOLTEK）的Remote Type MCU：HT48RA0-1、HT48RA0-2就内建一个可方便调整占空比的载波输出（Carrier Output），运用此输出来控制红外线LED的明灭，加上用GPIO接脚构成按钮扫描电路（也称为按键矩阵Key Matrix），如此就可实现红外线遥控器。另外，有的MCU是用定时器来控制载波输出，如HOLTEK的HT48RA1、HT48RA3、HT48RA5。或是实行内建红外线传送器／PWM产生器，如义隆电子（ELAN）的EM78P257、EM78P468N。
不过，IR（Infrared）无线遥控已是相当成熟的技术，如今大众更重视的是RF（Radio Frequency）无线遥控，并以IEEE 802.15.4的ZigBee最受看好，但其它也有丹麦Zensys提出的Z-Wave、Ericsson提出的Bluetooth Lite、Echelon提出的Pyxos平台等，这些需求与定位都相近。就进度而言，ZigBee、Z-Wave较为居先，Z-Wave已由Zensys推出ZW0101、ZW0102的MCU，而ZigBee更是全球各大业者争相支持，包括Atmel、TI、Ember、Freescale、Microchip、Renesas、ST等。
在实际的MCU上，目前有Ember的EM250、EM260，Freescale的MC13213，TI/Chipcon的CC1110、CC2510等。另也有业者以提供支持ZigBee的软件堆栈（Software Stack）来加速实现ZigBee，如Microchip宣称超越63款PIC18F系列的MCU皆可用此方式支持ZigBee。
3、辨识、安全
以“辨识、安全”为目标的应用也是近年来的热门趋势，包括Smart Card、TPM、RFID、NFC等皆属此范畴技术。例如，Atmel有Secure RF的Smart Card MCU、有IDIC的RFID MCU、有TPM芯片（已属ASSP）等，Secure RF可说是具有感应式Smart Card存取接口的MCU，IDIC则是具备无线RFID存取接口的MCU。且TPM芯片的主要技术重点在于内建随机数产生器及编解密演算，但相同技术与作法Atmel也有推出所谓的Secure Microcontroller，如AT90SC12836RCFT就具有硬件随机数产生器、DES/3DES演算、甚至有ISO/IEC 7816的接触式Smart Card接口及ISO/IEC 14443 Type A、Type B的感应式Smart Card界面。
事实上MCU业者早在上述各种标准未出现前，就已经有相类似的应用产品，如Atmel的Smart RF、TI的TI-RFid、Microchip的rfPIC、KEELOQ等，都属于辨识、安全取向的应用，但过去的方案有较高的业者专属性，如今则是逐渐朝更开放性的交换标准迈进，但应用本质并未改变。因此，为了支持上述应用，MCU有了更多的内建支持。为了更安全，还提供了纯硬件式的随机产生器，为了更便于收发无线感应电波，所以内建ASK、FSK等调变功能，让MCU能在此类型应用中有更大发挥。
4、消费性电子
今日的消费性电子产品（CE）与信息外围产品（PC）已愈走愈近，两者所实行的技术也不断在融合，例如计算机使用消费性电子的CD、DVD乃至今日的BD、HD-DVD，而消费性电子也开始具备PC上的USB、WiFi等功能，也包括过去只有PC才有的硬盘，现在也在CE领域逐渐普及，包括手持装置所用的微型硬盘，也包括家庭用的硬盘型录放机。为了更贴近CE的设计需求，MCU必须整合USB功能，使CE产品能与PC通讯，例如数字相机将拍摄图档传回PC，录音笔将录音档传回PC，PDA与PC同步信息等。不过，MCU整合USB已是近年来的默契共识，然更进一步的是支持USB-OTG（On-The-Go），即是让CE产品相互间可直接通讯，且过程中不需PC介入，例如NXP的32位MCU（使用ARM926EJ核心）：LPC3180即有内建USB-OTG。
除了USB、USB-OTG外，记忆卡接口是支持的另一个重点，除了CF接口因接脚数过多、SM记忆卡停产外，今日的MCU多会支持MMC、SD等记忆卡接口，另外市面上虽还有MS与xD记忆卡，但MS属Sony独家技术，对外授权者并不多，xD也多只用在Fijifilm、Olympus的数字相机中，所以此两种接口并不多MCU支持。
5、电池充电器
由于手持式应用电子的增加，驱动二次电池（充电电池）用量大增，进而让电池充电器的销售大好，因此MCU也针对电池充电的控制需求而有更多的强化。第一个要强化的即是ADC，原因是让MCU更精确地了解电池状态，电池状态是先通过各种电压、电流、温度等感测而获得模拟数值，再将模拟数值送入MCU内，由MCU内的ADC转换成数字数据后，MCU才能获知电池状态并调整充电控制，而具体的强化即是提升ADC的分辨率、精度、转换速度（或取样率）。另一个强化则是支持电源、电池管理的接口标准，如Intel与Duracell合作的笔记型计算机用智能型电池系统标准，就需要用SMBus（System Management Bus）接口来进行电池管理；或如NS提出开放性的省电管理接口：PWI（PowerWise Interface）。
此外，数字电源管理是发展趋势，预计不久之后也将成为MCU与电源管理IC的目标。
6、可编程化
现在MCU都会大量内建各种外围资源，但在过单纯的应用上使用MCU，仅用上MCU内部的一些资源反而是一种浪费。另外，有些应用需要较多组的同类型外围，而MCU内建的外围多实行适当的套组数，难针对少数的特例应用而改变。因此，有业者提出该让MCU的内建外围能够更活性地组构、拆解，而非死板的固定组态，以此种概念出发的MCU，目前有Atmel的FPSLIC及Cypress的PSoC。
Cypress PSoC也类似Atmel FPSLIC，其芯片内有一个8051架构的MCU，其余部分是可以弹性规划组构的控制电路，然两者不同的是，FPSLIC是纯数字逻辑电路，PSoC则是混合信号的可编程电路，通过设计可构成ADC、DAC、放大器、滤波器、比较器等控制电路。
另外，MCU还有一些小应用，例如Voice录存及播放、DTMF复频编码及译码、LCD控制及驱动，甚至还有MCU业者针对蜂鸣器（Buzzer）而提供专用的控制输出。
7、车用电子
车用电子是2006年以来的新目标市场，不过车用电子产业多年以来就有自己的一套系统发展，与信息、消费性电子迥异，也与工控、电信有部分差别。单就接口而言，车用电子就有CAN、LIN、MOST（Media Oriented System Transport）、OSEK（Offene Systeme und deren Schnittstellen）等，其它也还有FlexRay、AUTOSAR（Automotive Open System Architecture）、C2C（Car To Car）等。
目前MCU支持的车用接口以CAN、LIN两者最为普遍，不过由于LIN的协议简单且低速，许多MCU也不实行原生支持，直接以GPIO或UART并搭配软件来实现LIN，至于CAN则几乎非实行硬件支持才行。
