從分數階Fourier域與時域、頻域間的關系可以看出，分數階Fourier變換實質上是壹種同意的時頻變換，同時反映了信號在時域、頻域的信息，與常用二次型時頻分布不同的是它用單壹變量來表示時頻信息，且沒有交叉項困擾。目前，信號處理領域對分數階Fourier變換的應用主要有如下6中方式，其實這也正好體現了分數階Fourier變換的6個特點：
（1） 分數階Fourier變換是壹種統壹的時頻變換，隨著階數從0連續增長到1，分數階Fourier變換展示出信號從時域逐步變化到頻域的所有變化特征，可以為信號的時頻分析提供更大的選擇余地；最直接的利用方式就是將傳統時域、頻域的應用推廣到分數階Fourier域以獲得某些性能上的改善；
（2）分數階Fourier變換可以理解為chirp基分解，因此它十分適合處理chirp類信號，而chirp類信號在雷達、通信、聲納及自然界中經常遇到；
（3）分數階Fourier變換是對時頻平面的旋轉，利用這壹特點可以建立起分數階Fourier變換與時頻分析工具的關系，即可以用來估計瞬時頻率、恢復相位信息，又可以用來設計新的時頻分析工具；
（4）相比Fourier變換，分數階Fourier變換多了壹個自由參數，因此在某些應用場合能夠得到更好的效果，如數字水印和圖像加密；
（5）分數階Fourier變換是線性變換，沒有交叉項幹擾，在具有加性噪聲的多分量情況下更具優勢；
（6）具有比較成熟的快速離散算法，這既保證了分數階Fourier變換能夠進入數字信號處理的工程實用領域，又可以以它為基礎為其他的分數階算子或變換提供快速離散算法，如分數階卷積、相關及分數階哈特利變換等 。