1．開創了武器裝備研製的新思路
虛擬現實技術在武器設計、研究分析、生產規畫、製造使用等環節都有重要的應用價值。在武器設計研製過程中，用虛擬現實技術提供先期演示，讓研製者與用戶同時進入虛擬作戰環境操作武器系統，檢驗其設計方案、戰術技術性能指標及操作的合理性，把先進設計思想溶入武器裝備研製的全過程，從而保證其總體質量和效能，實現武器裝備投資的最佳戰略選擇。
設計者採用虛擬現實技術方便自如地介入系統建模和仿真試驗全過程，既能加快武器系統的研製週期，又能合理評估其作戰效能，使之更接近實戰的要求。採用虛擬現實技術對未來高技術戰爭的戰場環境、武器裝備的戰術技術性能和使用效率等進行仿真，利於有選擇地重點發展武器裝備體系，優化其整體質量和作戰效能。
美國陸軍正在使用類似於「星際旅行」樣式的全息控制板技術，即虛擬現實技術，輔助設計未來作戰車輛。坦克機動車輛與武器局武器研究發展與工程中心負責虛擬樣機的官員在評價這種技術時說：「我們將把士兵置於這種虛擬環境中，並使他們體驗到是在一輛真實的車輛里」，「我們不必去製造任何硬體樣機」，「這種技術一旦研製成功，我們不但能在計算機上設計戰車，而且還能設計武器系統和其他裝備。這樣，我們不僅能使發展武器的時間縮短數年，還能為我們節約數百萬美元的研究發展費用」。
美國諾格公司正在利用虛擬現實技術為美國海軍設計下一代航母CVN21，它是第一艘完全在虛擬環境中設計的航母。虛擬模型使人們能夠思考如何最好地裝配這艘航母，特別是系統區域，例如，在哪裡放置管道，如何在上層甲板安裝之前建造下層甲板，等等。諾格公司CVN21計畫的副總裁認為，使用計算機輔助設計工具被證明能夠節省費用。
2．提供了軍事演練的新方法
（1）虛擬戰場環境。採用虛擬現實技術使受訓者在視覺和聽覺上真實體驗戰場環境、熟悉將作戰區域的環境特徵。演練者通過必要的設備與虛擬環境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產生「沉浸」于等同真實環境的感受和體驗，使演練者「真正」進人形象逼真的戰場。在這樣的環境中，指揮員可以獲得充足的戰場資訊，擁有決策優勢，貫徹各種戰術思想，體會運籌帷幄的驚心動魄；士兵可以熟悉戰場環境，適應戰場氛圍，訓練戰鬥技能和堅韌的意志。
在阿富汗戰爭打響之前，美國陸軍裝備司令部出資10億美元構建了逼真的阿富汗虛擬戰場，模擬了從沙漠到叢林以及擁擠的街道等各種地形，並通過人工智慧的方法設計塔利班「士兵」供參戰人員模擬作戰使用。同樣，美軍早在對伊拉克開戰半年前就構建了巴格達城區虛擬戰場，將所有的建築物、街道、公共設施、樹木等全部模擬出來。演練的士兵如身臨其境，可以判定進攻方向、威脅強度、掩蔽位置，可以制定作戰預案，進行戰鬥演練。它將參訓人員帶到像實戰一樣彌漫著危險氣氛的環境，讓他們相信自己可以應付眼前的一切。當這些人員真正上戰場時，他們已經成了熟悉戰場環境的老兵。
虛擬戰場環境在武器試驗中的作用更充分體現了資訊技術的優勢。高新武器的研製試驗總伴隨著高昂的經費。而在虛擬戰場環境中測試武器裝備的準確射程、打擊範圍、損毁程度等指標，不僅精確度高，也大大節省了經費。「知己知彼，百戰不殆」，在現代戰爭中，資訊的多寡就意味著戰爭的勝負。虛擬戰場環境像一束強光穿透戰場的迷霧，使戰場變得透明。
（2）單兵模擬訓練和評判。訓練仿真是一種物理模擬技術的應用，它主要是通過模擬實車、實兵或實戰環境，來培養單兵或小範圍作戰編組的作戰技能，如目前使用較多的駕駛模擬仿真系統、多用途複合雷射作戰仿真系統等。這些仿真系統的準確性和逼真性得到了很大的提高，圖像的仿真程度也已經與實物、實景相差無幾。特別是訓練仿真系統具有在危險小、低消耗的條件下訓練出較強作戰技能的部隊的特點，因此受到世界各國軍隊的極大重視。
美軍於20世紀70年代未開始將模擬訓練器材應用於部隊訓練，80年代以來，美軍更加重視適合於實戰要求的作戰模擬系統的研製。截至目前為止，美軍己能夠模擬35種武器裝備的操作使用和相應的戰術演練。在針對海灣戰爭的訓練中，美軍大量採用了模擬坦克、裝甲車輛等器材，通過模擬仿真訓練，既避免了由於採用實兵、實車、實彈等進行訓練帶來的武器、彈藥的損耗，又保證了人身安全，節省了大量經費。
現在，美軍從營級到師級的實兵實車等實裝訓練正逐漸減少，主要進行模擬訓練。未來的士兵將在電子頭盔、數據手套和武器平台仿真器集成的模擬艙內，身經「百戰」，在虛擬的戰鬥中體驗生與死的角逐，磨練嫻熟的戰術技能和堅韌的戰鬥意志。
與常規的訓練方式相比較，虛擬現實訓練具有環境逼真，沉浸感強、場景多變，訓練針對性強和安全經濟，可控制性強等特點。此外，隨著計算機及現代通信技術的飛速發展及在訓練上的廣泛運用，訓練仿真系統呈現出由單車、單炮等模擬向作戰聯網方向發展的趨勢。
（3）諸軍種聯合虛擬演習。建立一個虛擬戰場，使參戰雙方同處其中，根據虛擬環境中的各種情況及其變化，實施「真實的」對抗演習。在這樣的虛擬作戰環境中，可以使眾多軍事單位參與到作戰模擬中來而不受地域的限制，可大大提高戰役訓練的效益，還可以評估武器系統的總體性能，啟發新的作戰思想。
虛擬軍事演習系統可以任意增加聯合演習的次數，這樣便于作戰方案與理論的研究。傳統的實兵演習週期長、耗費大，如果藉助虛擬軍事演習系統進行訓練，就可以較小的代價、較短的時間實施大規模戰區、戰略級演習，並可通過多次演習或一次演習多種方案，發現、解決實戰中可能出現的問題。
最早的分布式虛擬戰場環境是1983年美國陸軍制定的虛擬環境研究計畫 SIMNET，這一計畫將分散在不同地點的地面坦克、車輛仿真器通過計算機網路聯合在一起，進行各種複雜任務的訓練和作戰演練。從1994年開始，美國陸軍與美國大西洋司令部聯合開展了戰爭綜合演練場的研究，建成了一個包括海陸空多兵種、有3700多個仿真實體參與的地域範圍覆蓋500千米x750千米的軍事演練環境。
（4）指揮決策模擬。利用虛擬現實技術，根據偵察情況資料合成出戰場全景圖，讓受訓指揮員通過傳感裝置觀察雙方兵力部署和戰場情況，以便判斷敵情，定下正確決心。美國海軍開發的「虛擬艦艇作戰指揮中心」就能逼真地模擬與真的艦艇作戰指揮中心幾乎完全相似的環境，生動的視覺、聽覺和觸覺效果，使受訓軍官沉浸于「真實的」戰場之中。
通過計算機作戰模擬，不僅可以在嚴謹的科學基礎上對新的作戰理論原則、作戰行動規則進行多方位的論證，並通過模擬對抗，計算各軍、兵種部隊的攻防作戰能力，經過比較挑出最佳作戰方案，而且可以使指揮員置於陸海空天電五維全方位的作戰空間，從而擺脫二維空間的思維枷鎖，使指揮藝術得到更充分的發揮。美軍曾經使用過許多作戰模擬系統來培訓軍事人員，並取得了顯著的效果。目前，美軍更進一步採取措施，通過設置「軍官虛擬現實教程」來強化人員培訓。從訓練效果的角度講，這種「軍官虛擬現實教程」大大超過以往陸軍聯合訓練中心所實施的作戰模擬訓練和實戰演習的方法。僅需5個月左右就能培訓出既具備戰術專家素質，又能直接觀察與分析戰場態勢，並能指揮與控制所屬部隊進行作戰的軍官。
1993年，美國陸軍利用虛擬現實技術進行了「路易斯安娜演習」，為美國陸軍制定出適合於21世紀作戰要求的條令、戰術和部隊編成進行實驗論證，僅此一項就為美國陸軍節約經費近20億美元。目前，美國國防大學已為軍官開設了軍事政治課程以及聯合與合成作戰模擬課程。美三軍主要作戰中心每年都要接待各類高級指揮和參謀人員進行作戰模擬訓練。為了統一建模方法和統一數據格式，美陸軍部推行了「作戰模型改進計畫」，設想一個統一的管理機構下建立一個具有層次結構的陸軍作戰模擬系列，將陸軍各兵種的作戰模型全部納入這個體系中，以培養適應未來戰爭需要的陸軍軍官。
當前，計算機模擬正在被越來越多國家的軍隊視為作戰計畫制定的必要環節，並將成為高技術軍隊「先勝而後求戰」的「定心丸」，隨著虛擬技術的進一步發展，在未來的作戰實驗室中，軍人就可以在地理資訊系統、部署數據庫和立體態勢圖像的集成軟體平台上，面對二維螢幕虛擬顯示的多維戰場，遊刃于整體與部分、精確與模糊、真實與虛擬相交織的資訊時空，錘煉創造性的指揮藝術。超前模擬將成為未來軍事訓練的最高級特徵，虛擬現實以全息和超前的訓練使未來的軍隊在虛擬中體驗戰爭，並在虛擬中把握戰爭，以往那種認為「戰術專家是打出來的，而不是訓練出來的」的觀念將在虛擬現實下的數字化模擬訓練面前接受嚴峻挑戰。