Mössbauers upptäckt har haft långtgående konsekvenser eftersom den har gjort elektromagnetisk strålning (gammastrålar) tillgänglig vars frekvens är mer exakt definierad än någon annan hittills känd strålning, och den har tillhandahållit en ny teknik för att mäta atomkärnors växelverkan med sin omgivning. En energiupplösning som är bättre än en del på 1012 har uppnåtts med återspänningsfria gammastrålar.
Mössbauer-effekten har tillämpats inom många vetenskapliga områden. Inom relativitetsstudier har den höga precision med vilken gammastrålens energi kan mätas gjort det möjligt att direkt påvisa den gravitationella rödförskjutningen, dvs. förändringen i energin hos ett kvantum elektromagnetisk strålning när det rör sig genom ett gravitationsfält. Detta gjordes genom att mäta den dopplerförskjutning som krävs för att kompensera för förändringen i gammastrålens energi till följd av en förändring av den vertikala positionen på 2 260 centimeter genom jordens gravitationsfält. Den uppmätta förändringen uppgick till 2,5 delar i 1015 (en dopplerhastighet på 2,7 millimeter per timme) och stämde väl överens med de teoretiska förutsägelserna. Det vill säga, man fann att en foton med energi E beter sig som om den hade en massa på E/c2, där c är ljusets hastighet. I ett relaterat experiment fann man att energin hos den rekylfria gammastrålen minskar med ökande källtemperatur. Denna termiska rödförskjutning kan tolkas på flera olika sätt. Den kan ses som en relativistisk dopplereffekt av andra ordningen som beror på medelkvadrathastigheten hos atomerna i det fasta materialet, dvs. den termiska rörelsen. Å andra sidan kan den ses som ett direkt bevis på den relativistiska tidsutvidgningen, dvs. att klockan i ett rörligt koordinatsystem, här atomen, saktas ner när den betraktas av en stationär observatör. Det har hävdats att Mössbauer-effekten med termisk rödförskjutning ger en direkt experimentell lösning på relativitetsprincipens berömda tvillingparadox genom att visa att en rymdresenär kommer att vara yngre när han återvänder till jorden än sin hemmavarande tvilling.
Användningarna inom kärnfysiken är många. Mössbauer-effekten gör det möjligt att direkt mäta bredden på en gammastrålningslinje, som motsvarar bredden på den sönderfallande kärnnivån. Resultaten stämmer nära överens med den uppmätta sönderfallstiden, vilket tyder på att bredden hos återspänningsfria gammastrålar i själva verket helt och hållet bestäms av livslängden hos det sönderfallande tillståndet. Isomerförskjutningen, förändringen av energin hos en nukleär gammastråle på grund av den elektrostatiska interaktionen mellan kärn- och elektronladdning, ger ett mått på förändringen av kärnladdningsradien när kärnan höjs till ett exciterat tillstånd. Uppdelningen av kärnnivåer i hyperfinkomponenter genom elektriska fältgradienter i kristaller med låg symmetri eller genom magnetfält i ferromagneter gör det möjligt att mäta kärnans elektriska quadrupol- och magnetiska dipolmoment. Både isomerförskjutningar och hyperfinstrukturuppdelningar kan lätt lösas upp i Mössbauer-spektra. Energibredden hos en Mössbauer-resonans ger ett direkt mått på bredden hos det exciterade tillstånd som är inblandat i gammastrålningsemissions- och absorptionsprocessen. Från bredden kan livslängden för det exciterade tillståndet erhållas direkt.
Användningar inom fasta tillståndets fysik faller i stort sett in i kategorierna gitterdynamik och hyperfina interaktioner, även om bidrag har gjorts inom andra områden. Sannolikheten för att en gammastrålningsemissionsprocess kommer att vara rekylfri beror på amplituden av de termiska vibrationerna jämfört med gammastrålens våglängd. En mätning av andelen emissionshändelser som är rekylfria, vilket bestäms av deras förmåga att absorberas i resonans, ger den genomsnittliga kvadratiska amplituden för den termiska rörelsen i det fasta materialet. Med hjälp av enstaka kristaller kan rörelsens amplitud mätas i specifika kristallografiska riktningar, vilket ger ett strängt test av dynamiska modeller för gitteret. Den termiska rödförskjutning som nämns ovan ger dessutom den termiska medelkvadrathastigheten.
Magnetiska hyperfininteraktioner har varit särskilt användbara i studiet av magnetiskt ordnade material, dvs. ferromagneter, ferrimagneter och antiferromagneter. Hyperfininteraktionen ger ett indirekt mått på magnetiseringen av gittret av magnetiska joner och har använts för att belysa detaljerna i magnetiska interaktioner samt deras temperaturberoende.
Användningar inom kemi baseras till stor del på isomerförskjutning och quadrupolsplitning. Den förstnämnda mäter s-elektronernas laddningstäthet vid kärnan och ger information om kemiska bindningars karaktär, t.ex. valens och kovalens. Den senare är känslig både för symmetrin i den strukturella miljön och för vågfunktionen hos de yttre elektronerna hos den atom som innehåller Mössbauer-kärnan. Tekniken har tillämpats för att studera metallorganiska föreningar av tenn och järn, inklusive hemoproteiner, oorganiska föreningar av järn, tenn, jod och sällsynta jordartsmetaller samt clathrater, katalysatorer och glas som innehåller utspädda Mössbauer-isotoper.