Gradiometras matuoja žinomo kiekio pasikeitimo greitį, kuris gali apimti bet ką – nuo temperatūros iki slėgio iki magnetinio ar gravimetrinio lauko. Gradiometrai turi daug, plačiai taikomų moksle. Jie naudojami visur – nuo archeologijos iki Žemės paviršiaus ir klimato žemėlapių sudarymo.
Gravitacijos gradiometras gali būti naudojamas žemės sluoksnių tankiui matuoti po paviršiumi naftos ir mineralų žvalgymui. Kuriamos miniatiūrinės jų versijos, leidžiančios aptikti požeminius vandenynus, tokius kaip Saturno mėnulis Enceladus. Radijo gradiometrai buvo įtaisyti ant nepilotuojamų orlaivių (UAV), kuriuos JAV kariuomenė naudoja savadarbių sprogstamųjų užtaisų laidžiams laidams aptikti po keliais Irake, taip pat jie naudojami aptikti po žeme esančius tunelius per Meksiką į JAV. sienos, kurią naudoja narkotikų kontrabandininkai. Kadangi gradiometras taip pat yra poslinkio matuoklio tipas, juos taip pat galima naudoti matuojant kampus horizonto atžvilgiu, skirtą statybos ir matavimo įrangai, orlaivių skrydžio trasoms ir visureigių dviratininkams.
Gravitacijos gradiometrija yra įvairiai sudėtinga, kad būtų galima matuoti skirtingas pagreičio ašis, kurios priklauso nuo to, kiek nepriklausomų matavimo gradiometrų ar akselerometro vienetų yra įtaisyta įrenginyje. Tačiau visi gradiometrai ima gautus duomenis ir lygina juos su standartiniu dydžiu, kad nustatytų esamo pokyčio ar gradiento nuolydžio greitį. Gravitacijos gradiometro technologija jau naudojama kosmose Gravitacijos lauke ir pastovios būsenos Ocean Circulation Explorer (GOCE), kurį Europos kosmoso agentūra (ESA) iškėlė į žemąją Žemės orbitą 2009 m.
GOCE aparatas skrieja išorinėje atmosferoje 162 mylių (260 kilometrų) aukštyje, kad padidintų laive esančių gradiometrų skiriamąją gebą, kur jis tiria vandenyno srovių ir ugnikalnių aktyvumą. Nuo 2009 m. Nyderlandų Tventės universiteto mokslininkai kuria miniatiūrinę gradiometro versiją, pagrįstą panašiais principais, kuri svertų vos 35 uncijas (vieną kilogramą) ir galėtų būti pridedama prie kosminių zondų, siunčiamų tyrinėti Saulės sistemą. Dvi spyruoklėmis apkrautos masės, pakabinamos spyruoklėmis, išmatuotų panašius gravitacinio traukos svyravimus iki pikometro skalės arba vienos trilijonosios metro dalies. Šie gradiometrai gali nustatyti 124 mylių (200 kilometrų) ar mažesnio skersmens požemines mėnulio ypatybes.
Radijo bangų gradiometrai, kurie iš pradžių buvo naudojami kasybos pramonėje kaip rankiniai įrenginiai, 2004 m. buvo pritaikyti skraidyti UAV orlaiviais maždaug 200 pėdų (61 metro) virš žemės. Jie transliuoja radijo bangą ir aptinka atgalinės bangos atspindžius, kuriuos keičia metaliniai laidininkai po paviršiumi arba tuščiavidurėmis konstrukcijomis. Pradinė radijo banga detektoriais išfiltruojama kaip tam tikras triukšmas, todėl galima matyti daug silpnesnius bangos svyravimus dėl gradiento skirtumų po žeme. Nuo 2007 ir 2008 m. JAV vyriausybė toliau rėmė tokių radijo gradiometrų sistemų naudojimą ir plėtrą, vykdydama nuolatinius lauko bandymus.
Kitas gradiometro tipas yra magnetinis gradiometras, naudojamas archeologijoje ir susijusiose srityse. Jis demonstruoja gebėjimą nepaveikti Žemės magnetinio lauko svyravimų, kuriuos sukelia magnetinės audros, ir yra naudojamas aptikti labai mažas anomalijas šalia paviršiaus, kurios gali rodyti fosilijas ar kitus senovės civilizacijų telkinius. Fluxgate gradiometro ir cezio garų jutiklio konstrukcijos yra naudojamos kartu matuoti magnetinį lauką, kurį Žemė suteikia palaidotoms sienoms, apdegusioms objektų liekanoms ir pan. Tada šie rodmenys lyginami su Žemės fono magnetiniu lauku, kad būtų galima nustatyti archeologines ypatybes sekliame gylyje.