虚拟样机技术应用的目的是尽可能逼真地虚拟产品的物理原型，因此虚拟样机研究具有鲜明的领域特色。当前国际上对虚拟样机技术的研究主要集中在以下4个方向：

第一种是面向虚拟现实的虚拟样机，强调数字模型在感观特性方面与实际产品的一致性，可以通过数据手套、头盔等对虚拟原型进行实际操作，验证原型外在特性和内部功能及性能等，主要应用在消费类电子、通信产品及医学等领域，如芬兰的VTT实验室研究的手机虚拟原型。

第二种是面向行为、结构仿真的虚拟样机，或称为机械系统仿真，强调数字模型在行为及结构方面与实际产品的一致性，主要是利用虚拟原型仿真产品的几何和运动特性，通过原型可视化进行产品外形设计、布局设计、可达性设计、运动和动力学仿真、装配仿真等，主要应用于机械设计领域。典型的应用是机械系统仿真软件MotionView＆MotionSolve。(www.daowen.com)

第三种是面向并行工程的虚拟样机，强调从概念、设计、分析到可制造性等阶段连续的计算机仿真，目的是减少设计反复，缩短产品研制周期，降低成本，主要应用在航空航天、船舶等领域。有代表性的实例是Boeing公司Boeing 777客机和西克斯基飞机公司的科曼奇武装直升机研制，采用虚拟原型技术后，前者比起以往的飞机设计，减少了94%的花费，减少了93%的设计更改；后者减少了11590小时飞行测试时间，节约经费总计673000000美元，获得了巨大的经济效益。

第四种是面向国防工业虚拟采办的虚拟样机，强调虚拟原型在虚拟环境中功能与实际产品的一致性。例如，美国国防部联合建模和仿真系统（简称J-MASS）体现了对新型武器系统研制进行全寿命周期管理的思想，是协同虚拟样机技术在虚拟采办领域的一个典型应用。