Klein şişesi, genellikle matematiksel ve bilimsel araştırmalarda kullanılır. Matematiksel olarak, Klein şişesi, yönlendirilemeyen iki boyutlu bir manifold olup, topolojik ve geometrik çalışmalarda önemli bir rol oynar. Laboratuvar ortamında, özellikle sıvıların transferi, gazların toplanması, çözeltilerin hazırlanması ve karıştırılması gibi işlemlerde kullanılır.