Istnieje wiele rodzajów urządzeń cienkowarstwowych. Technologia ta jest szeroko stosowana w urządzeniach optycznych i półprzewodnikach, chociaż istnieją również inne zastosowania. Zastosowane niezwykle cienkie folie są tworzone z różnych metali i związków, z których każdy ma własne właściwości i zastosowania.
W dziedzinie optyki stosowane są urządzenia cienkowarstwowe w postaci różnych filtrów optycznych. Filtry te są powszechne w fotografii, teleskopach i mikroskopach, a różne rodzaje cienkich warstw są osadzane na filtrach szklanych lub plastikowych, które mają na celu zmianę właściwości przepuszczanego światła. Niektóre filtry mogą wzmacniać światło, ponieważ jest ono załamywane przez soczewkę, podczas gdy inne mogą je tłumić. Filtry mogą mieć wpływ tylko na wąski zakres długości fal lub na całe spektrum światła widzialnego.
Półprzewodnik to kolejny możliwy typ urządzenia cienkowarstwowego. Urządzenia te przewodzą niski poziom prądu elektrycznego. Półprzewodniki cienkowarstwowe mogą być wykonane z różnych materiałów, które determinują wielkość i poziom prądu, jaki przewodzi urządzenie. Urządzenia takie jak te są wykorzystywane w dziedzinie mikroelektroniki, mikroobwodów i układów scalonych.
Jednym z urządzeń cienkowarstwowych, które wielu ludzi zna, jest lustro. Wiele luster jest wykonanych z cienkiej warstwy substancji odbijającej światło, takiej jak aluminium, która jest przymocowana do podłoża szklanego. Aluminium odbija obraz przechodzący przez szybę. Lustra dwustronne i lustra dwukierunkowe to dwa inne typy urządzeń cienkowarstwowych, które wykorzystują podłoże szklane i cienką warstwę metalu odbijającego światło.
Innym typem urządzenia cienkowarstwowego, które jest dość powszechne, jest ogniwo słoneczne barwnikowe. Te ogniwa słoneczne wykorzystują cienkowarstwowy półprzewodnik zawierający barwnik wrażliwy na promieniowanie słoneczne. Gdy barwnik absorbuje fotony, tworzy ładunek elektryczny, który przechodzi przez półprzewodnik, przekazując energię do baterii dołączonej do ogniwa słonecznego.
W medycynie wprowadzane są na rynek nowe rodzaje urządzeń cienkowarstwowych. Cienkie błony można stosować do podawania leku po rozpuszczeniu na języku lub w żołądku lub jelitach. Folia umożliwia szybkie dostanie się leku do krwiobiegu bez konieczności połykania tabletek czy płynnych zawiesin. Te cienkowarstwowe urządzenia stanowią alternatywę dla tradycyjnych metod podawania leków i mogą pomóc pacjentom, którzy nie są w stanie połykać.