QTT建成后将在航天器VLBI深空测轨、脉冲星深空自主导航、以及脉冲星时间基准三个领域有着重要应用。

建成后的QTT作为我国VLBI网新的单元，将显著提高我国VLBI网灵敏度，现有CVN+QTT：使现有CVN灵敏度提高1.8倍；CVN+QTT+65米：使现有CVN灵敏度提高3倍。为“嫦娥工程”三期、载人登月及即将开展的火星、金星探测以及更远深空（如木星及土星等）科学探测高精度测轨、数据上下行等方面发挥重要作用。

脉冲星作为宇宙中自然天体，其稳定的周期特性为天文学家提供了非常精确的参考信息。脉冲星分布于天空各个方向，通过到达时间观测，可以建立高精度的时、空参考架。基于脉冲星时、空参考架可作为目前卫星基导航系统的备份，而且对深空航天器提供独立的廉价的导航－守时服务。最稳定的毫秒脉冲星，其周期稳定度可以与地球上最稳定的原子钟媲美，甚至更高。以高稳定度毫秒脉冲为时间基准的研究成为国际前沿脉冲星应用研究，也将是QTT重要应用目标。