1、基因表達水平的檢測
也是目前應用較多的領域，用基因芯片進行的表達水平檢測可自動、快速地檢測出成千上萬個基因的表達情況，通過分析那些有表達差異的基因來達到研究目的。
2、基因診斷
從正常人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出標準圖譜。從病人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出病變圖譜。通過比較、分析這兩種圖譜，就可以得出病變的DNA信息。這種基因芯片診斷技術以其快速、高效、敏感、經濟、平行化、自動化等特點，將成為一項現代化診斷新技術�，F在，肝炎病毒檢測診斷芯片、結核桿菌耐藥性檢測芯片、多種惡性腫瘤相關病毒基因芯片等一系列診斷芯片逐步開始進入市場。
3、藥物篩選
目前中藥產業和傳統的西藥開發遇到的重大障礙是----如何分離和鑒定藥的有效成份進而達到最佳治療效果，基因芯片技術是解決這一障礙的有效手段，它能夠大規模地篩選、通用性強，能夠從基因水平解釋藥物的作用機理，即可以利用基因芯片分析用藥前后機體的不同組織、器官基因表達的差異，也可以從眾多的藥物成分中篩選到起作用的部分物質。生物芯片技術使得藥物篩選，靶基因鑒別和新藥測試的速度大大提高，成本大大降低，這一技術具有很大的潛在應用價值。
4、個體化醫療
臨床上，同樣藥物的劑量對病人甲有效可能對病人乙不起作用，而對病人丙則可能有副作用。在藥物療效與副作用方面，病人的反應差異很大。這主要是由于病人遺傳學上存在差異（單核苷酸多態性，SNP），導致對藥物產生不同的反應。如將這些基因突變部位的全部序列構建為DNA芯片，則可快速地檢測病人是這一個或那一個或多個基因發生突變，從而可對癥下藥，所以對指導治療和預后有很大的意義。
5、測序
基因芯片利用固定探針與樣品進行分子雜交產生的雜交圖譜而排列出待測樣品的序列，這種測定方法快速而具有十分誘人的前景。Mark chee等用含135000個寡核苷酸探針的陣列測定了全長為16.6kb的人線粒體基因組序列，準確率達99%。Hacia等用含有48000個寡核苷酸的高密度微陣列分析了黑猩猩和人BRCA1基因序列差異，結果發現在外顯子11約3.4kb長度范圍內的核酸序列同源性在98.2%到83.5%之間，提示了二者在進化上的高度相似性。據未經證實的報道，去年有一種不成熟的生物芯片在15分鐘內完成了1．6萬個堿基對的測定，96個這樣的生物芯片的平行工作，就相當于每天1．47億個堿基對的分析能力！
6、生物信息學研究
人類基因組計劃（HGP）是人類為了認識自己而進行的一項偉大而影響深遠的研究計劃。目前的問題是面對大量的基因或基因片斷序列如何研究其功能，只有知道其功能才能真正體現HGP計劃的價值--破譯人類基因這部天書。后基因組計劃、蛋白組計劃、疾病基因組計劃等概念就是為實現這一目標而提出的�；虻墓δ懿⒉华毩⒌�,一個基因表達的上調或者下調往往會影響上游和下游幾個基因表達狀態的改變，從而進一步引起和這幾個基因相關的更多基因的表達模式的改變�；蛑g的這種復雜的相互作用組成了一張交錯復雜的立體的關系網。像過去那樣孤立的理解某個基因的功能已經遠遠不夠了，需要我們站在更高的層次全面的理解這種相互關系，全面了解不同個體基因變異、不同組織、不同時間、不同生命狀態等的基因表達差異信息，并找出其中規律。生物信息學將在其中扮演至關重要的角色�；蛐酒夹g就是為實現這一環節而建立的，使對個體生物信息進行高速、并行采集和分析成為可能，必將成為未來生物信息學研究中的一個重要信息采集和處理平臺，成為基因組信息學研究的主要技術支撐。比如研究基因生物學功能的最好方式是監測基因在不同組織、不同發育階段、不同健康狀況下在機體中活性的變化。這是一項非常麻煩的工作，但基因芯片技術可以允許研究人員同時測定成千上萬個基因的作用方式，幾周內獲得的信息用其它方法需要幾年才能得到。
生物芯片作為生物信息學的主要技術支撐和操作平臺，其廣闊的發展空間不言而喻。在實際應用方面，生物芯片技術可廣泛應用于疾病診斷和治療、藥物基因組圖譜、藥物篩選、中藥物種鑒定、農作物的優育優選、司法鑒定、食品衛生監督、環境檢測、國防等許多領域。它將為人類認識生命的起源、遺傳、發育與進化、為人類疾病的診斷、治療和防治開辟全新的途徑，為生物大分子的全新設計和 藥物開發中先導化合物的快速篩選和藥物基因組學研究提供技術支撐平臺。總之，生物芯片技術在醫學、生命科學、藥業、農業、環境科學等凡與生命活動有關的領域中均具有重大的應用前景。
