رایانش سریع و محاسبات پیشرفته به هرگونه انجام محاسبات اتلاق می شود که برای هدف خود به بیش از یک کامپیوتر نیازمند باشد و یا به عبارتی بطور همزمان از چندین کامپیوتر استفاده کند.ابر کامپیوتر ها و خوشه های کامپیوتری برای حل انبوهی از معادلات پیچیده بکار گرفته می شوند. 

کاربرد های اصلی رایانش سریع عبارتند از:
-        تحلیل و نگهداری داده ها
-        شبیه سازی
-        مدل سازی
-        توسعه نرم افزارها
-        مشاهده انبوه داده های به هم وابسته
-        محاسبات سریع ریاضی.
 
HPC   برای منظور های زیر بکار گرفته می شود:
-        توسعه محصولات و ظراحی مجدد آنها
-        بهینه سازی تولید و فرآیند های آن
-        تحلیل یا توسعه انبوه داده ها
-        هدایت پروژه های تحقیقاتی گسترده
-        ذخیره سازی حجم های بسیار زیاد داده برای تحلیل های بعدی
-        برآیند سازی مصرف تولیدات ، جستجو و الگو سازی
-        تصویر سازی های کامپیوتری برای توضیح نتایج تحقیقاتی
-        شبیه سازی و مدلسازی فرآیند های پیچیده.

علم محاسبات همراه با منابع محاسباتی و فناوری HPC سه رکن اصلی برای همانند سازی  تئوری ها و نظریه ها با نتایج آزمایشات عملی می باشند. HPC قادر است با حجم بسیار عظیم داده ها کار کرده و با سرعت بسیار زیاد نتایج را تحلیل کند. این کار با استفاده از کامپیوتر های معمولی چندین ماه می تواند بطول بیانجامد در حالی که با استفاده از کامپیوتر های HPC تنها در چند دقیقه یا ساعت قابل انجام است. بایستی توجه کرد که در بسیاری از موارد کامپیوترهای معمولی اصولاً برای انجام این قبیل محاسبات نا توان هستند. 
 
استفاده از HPC باعث صرفه جویی در هزینه و زمان می شود و این امکان را فراهم می سازد تا بدون استفاده از نمونه های ساخته شده آنچه را که می تواند در واقعیت اتفاق بیافتد را شبیه سازی کند و ببیند، تجزیه و تحلیل کند، نقاط ضعف و قوت را بسنجد، عیوب و اشتباهات را تصحیح کند، دو باره طراحی کرده و نتیجه کار را نیز ببیند. این یک واقعیت مجازی (Virtual Reality) است که همه بضاعت علمی انسان امروز را در قالب یک نرم افزار که آنهم خود ابداع انسان است جمع آوری می کند. این نرم افزار ها با میلیون ها و حتی میلیارد ها محاسبه که بر روی داده ها انجام می دهند و همه نتایج اولیه را مجدداً و میلیون ها بار مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهند قادر هستند تا یک نتیجه نهایی را به عنوان خروجی در اختیار ما قرار دهند. مسلماً این همه عملیات محاسباتی خارج از قدرت ذهن انسان است اما راه حل وجوددارد و آن هم سیستم های پیشرفته کامپیوتری، ابر کامپیوتر ها (Super Computers) یا همان سیستم های مبتنی بر پردازش داده موازی HPC است.
برخی از مثال های متنوع قابلیت های  HPC  عبارت است از دینامیک سیالات محاسباتی، عملیات نفتی، شبیه سازی تست تصادف خودرو، دینامیک جریان هوا بر روی بال هواپیما، ذخیره سازی اطلاعات، انیمیشن های گرافیکی، تصویر سازی و مدل سازی بازسازی چهره.