Mössbauers opdagelse har haft vidtrækkende konsekvenser, fordi den har gjort elektromagnetisk stråling (gammastråler) tilgængelig, hvis frekvens er mere præcist defineret end nogen anden kendt til dato, og har givet en ny teknik til måling af atomkerners vekselvirkning med deres omgivelser. Der er opnået en energiopløsning, der er bedre end en del i 1012, med gammastråler uden rekyl.
Mössbauer-effekten har fundet anvendelse inden for mange videnskabelige områder. I relativitetsstudier har den høje præcision, hvormed gammastrålens energi kan måles, gjort det muligt at påvise gravitationens rødforskydning direkte; dvs. ændringen i energien af et kvantum elektromagnetisk stråling, når det bevæger sig gennem et gravitationsfelt. Dette blev opnået ved at måle den Dopplerforskydning, der er nødvendig for at kompensere for ændringen i gammastrålens energi som følge af en ændring i den lodrette position på 2 260 cm gennem Jordens tyngdefelt. Den målte ændring var på 2,5 dele i 1015 (en Dopplerhastighed på 2,7 millimeter i timen) og var i tæt overensstemmelse med de teoretiske forudsigelser. Det vil sige, at det blev konstateret, at en foton med energien E opfører sig som om den havde en masse på E/c2, hvor c er lysets hastighed. I et beslægtet eksperiment blev det konstateret, at energien af den rekylfrie gammastråle falder med stigende kildetemperatur. Denne termiske rødforskydning kan fortolkes på en række forskellige måder. Den kan betragtes som en relativistisk Doppler-effekt af anden orden, der skyldes den gennemsnitlige kvadratiske hastighed for atomerne i det faste stof, dvs. den termiske bevægelse. På den anden side kan den ses som en direkte demonstration af den relativistiske tidsudvidelse, dvs. at uret i et bevægeligt koordinatsystem, her atomet, bliver langsommere set af en stationær observatør. Det er blevet hævdet, at Mössbauer-effekten termisk rødforskydning giver en direkte eksperimentel løsning på relativitetsteoriens berømte tvillingparadoks ved at vise, at en rumrejsende vil være yngre ved hjemkomsten til Jorden end sin hjemmeværende tvilling.
Anvendelserne inden for kernefysik er mangfoldige. Mössbauer-effekten gør det muligt at foretage direkte måling af en gammastråle linjebredde, som svarer til bredden af det henfaldende atomniveau. Resultaterne er i tæt overensstemmelse med den målte henfaldstid, hvilket indikerer, at bredden af rekylfri gammastråler faktisk udelukkende bestemmes af levetiden for den henfaldende tilstand. Isomerforskydningen, dvs. ændringen i energien af en nuklear gammastråle som følge af den elektrostatiske vekselvirkning mellem nuklear og elektronisk ladning, giver en måling af ændringen i kerneladningsradius, når kernen bringes op i en exciteret tilstand. Opsplitningen af kerneniveauer i hyperfinekomponenter ved hjælp af elektriske feltgradienter i krystaller med lav symmetri eller ved hjælp af magnetiske felter i ferromagneter gør det muligt at måle kernes elektriske quadrupol- og magnetiske dipolmomenter. Både isomerforskydninger og hyperfinstrukturopdelinger kan let opløses i Mössbauer-spektre. Energibredden af en Mössbauer-resonans giver en direkte måling af bredden af den exciterede tilstand, der er involveret i gammastråleemissionen og -absorptionsprocessen. Ud fra bredden kan levetiden for den exciterede tilstand fås direkte.
Anvendelser inden for faststoffysik falder bredt i kategorierne gitterdynamik og hyperfininteraktioner, selv om der er ydet bidrag inden for andre områder. Sandsynligheden for, at en gammastråleemissionsproces vil være rekylfri, afhænger af amplituden af de termiske vibrationer i forhold til bølgelængden af gammastrålen. En måling af den del af emissionsbegivenhederne, der er rekylfri som bestemt af deres evne til at blive resonant absorberet, giver den gennemsnitlige kvadratamplitude af den termiske bevægelse i det faste stof. Ved hjælp af enkeltkrystaller kan bevægelsens amplitude måles i specifikke krystallografiske retninger, hvilket giver en stringent test af gitterdynamiske modeller. Den termiske rødforskydning, der er nævnt ovenfor, giver desuden den termiske middelkvadrathastighed.
Magnetiske hyperfininteraktioner har været særligt nyttige i studiet af magnetisk ordnede materialer, dvs. ferromagneter, ferrimagneter og antiferromagneter. Hyperfininteraktionen giver et indirekte mål for magnetiseringen af gitteret af magnetiske ioner og er blevet brugt til at belyse detaljerne i magnetiske interaktioner samt deres temperaturafhængighed.
Anvendelser i kemi er i vid udstrækning baseret på isomerforskydning og quadrupolsplitning. Førstnævnte måler s-elektronernes ladningstæthed ved kernen og giver oplysninger om karakteren af kemiske bindinger; f.eks. valens og kovalens. Sidstnævnte er følsom over for både symmetrien i det strukturelle miljø og bølgefunktionen for de ydre elektroner i det atom, der indeholder Mössbauer-kernen. Teknikken er blevet anvendt til undersøgelse af metal-organiske forbindelser af tin og jern, herunder hæmoproteiner; til uorganiske forbindelser af jern, tin, jod og de sjældne jordarter; samt til clathrater, katalysatorer og glas, der indeholder fortyndede Mössbauer-isotoper.