As operações criptográficas como criptografia e assinatura digital são inúteis se as chaves privadas que usam não estiverem bem protegidas. Hoje, os invasores se tornaram muito mais sofisticados em sua capacidade de localizar chaves privadas armazenadas ou em uso. Os HSMs são o padrão ouro para proteção de chaves privadas e operações criptográficas associadas e impõem a política definida pela organização usuária para usuários e aplicativos que podem acessar essas chaves. Os HSMs podem ser usados com muitos tipos diferentes de aplicativos que executam criptografia ou assinatura digital. Os 10 principais casos de uso de HSMs, do estudo 2021 Ponemon Global Encryption Trends Study (maio de 2021), são mostrados na figura abaixo.