Kluczem do zrozumienia pola losowego Markowa jest posiadanie mocnych podstaw procesu stochastycznego w teorii prawdopodobieństwa. Proces stochastyczny przedstawia sekwencję losowych możliwości, które mogą wystąpić w procesie w ciągu kontinuum czasu, takich jak przewidywanie wahań kursów walut na rynku wymiany walut. Jednak w przypadku pola losowego Markowa czas zostaje zastąpiony przestrzenią, która zajmuje dwa lub więcej wymiarów i oferuje potencjalnie szersze zastosowania do przewidywania losowych możliwości w fizyce, socjologii, zadaniach widzenia komputerowego, uczeniu maszynowym i ekonomii. Model Isinga to prototypowy model używany w fizyce. W komputerach jest najczęściej używany do przewidywania procesów przywracania obrazu.
Przewidywanie losowych możliwości i ich prawdopodobieństw ma coraz większe znaczenie w wielu dziedzinach, w tym w nauce, ekonomii i informatyce. Dokładne zrozumienie i uwzględnienie losowych możliwości umożliwia naukowcom i badaczom szybsze postępy w badaniach i dokładniejsze modelowanie prawdopodobieństw, takie jak przewidywanie i modelowanie strat ekonomicznych spowodowanych huraganami o różnym natężeniu. Wykorzystując proces stochastyczny, badacze mogą przewidzieć wiele możliwości i określić, które z nich są najbardziej prawdopodobne w danym zadaniu.
Gdy przyszły proces stochastyczny nie zależy od przeszłości, w oparciu o swój obecny stan, mówi się, że ma właściwość Markowa, którą definiuje się jako właściwość bez pamięci. Właściwość może reagować losowo ze swojego obecnego stanu, ponieważ brakuje jej pamięci. Założenie Markowa jest terminem przypisywanym procesowi stochastycznemu, gdy zakłada się, że właściwość posiada taki stan; proces ten jest wówczas określany jako własność Markowa lub własność Markowa. Jednak pole losowe Markowa nie określa czasu, ale raczej reprezentuje cechę, która wywodzi swoją wartość na podstawie bezpośrednich sąsiednich lokalizacji, a nie czasu. Większość badaczy używa nieskierowanego modelu grafowego do reprezentacji pola losowego Markowa.
Aby zilustrować, kiedy huragan wkracza na ląd, jak działa huragan i jakie zniszczenia powoduje, jest bezpośrednio związane z tym, co napotyka, gdy wychodzi na ląd. Huragany nie pamiętają zniszczeń z przeszłości, ale reagują zgodnie z bezpośrednimi czynnikami środowiskowymi. Naukowcy mogliby wykorzystać teorię pola losowego Markowa do wykreślenia potencjalnych losowych możliwości zniszczenia gospodarczego w oparciu o reakcję huraganów w podobnych sytuacjach geograficznych.
Wykorzystanie pola losowego Markowa jest potencjalnie pomocne w wielu innych sytuacjach. Jednym z takich zastosowań są zjawiska polaryzacji w socjologii, a także wykorzystanie modelu Isinga w rozumieniu fizyki. Uczenie maszynowe to również kolejna aplikacja, która może okazać się szczególnie przydatna w wyszukiwaniu ukrytych wzorców. Ceny i projektowanie produktów mogą również skorzystać na wykorzystaniu teorii.