1、物質的定性：不同的熒光物質有不同的激發光譜和發射光譜，因此可用熒光進行物質的鑒別。與吸收光譜法相比，熒光法具有更高的選擇性。 　

　　2、定量測定：利用在較低濃度下熒光強度與樣品濃度成正比這一關系可以定量分析樣品中熒光組分的含量，常用于測定氨基酸、蛋白質、核酸的含量。熒光定量測定的一個優點是靈敏度高，例如維生素B2的測定*可達1毫微克/毫升，這一優點使測定時所需要樣品量大大減少。 　這種定量測定方法還可應用于酶催化的反應，只要反應前后有熒光強度的變化，就可用來測定酶的含量及酶反應的速率等。 　

　　3、研究生物大分子的物理化學特性及其分子的結構和構象：熒光的激發光譜、發射光譜、量子產率和熒光壽命等參數不僅和分子內熒光發色基團的本身結構有關，而且還強烈地依賴于發色團周圍的環境，即對周圍環境十分敏感。利用此特點可通過測定上述有關熒光參數的變化來研究熒光發色團所在部位的微環境的特征及其變化。在此研究中，除了利用生物大分子本身具有的熒光發色團（如色氨酸、酪氨酸、鳥苷酸等，此類熒光稱為內源熒光）以外，可將一些特殊的熒光染料分子共價地結合或吸附在生物大分子的某一部位，通過測定該染料分子的熒光特性變化來研究生物大分子，這種染料分子被稱為“熒光探針”，它們發出的熒光一般稱為外源熒光。熒光探針的應用，大大地開拓了熒光技術在分子生物學中的應用范圍。　 　

　　4、利用熒光壽命、量子產率等參數可以研究生物大分子中的能量轉移現象：通過該現象的研究，可以獲得生物大分子內部的許多信息。

　　以往人們常用熒光偏振做指標來研究生物大分子動力學。人們趨于用熒光偏振隨時間的衰減來研究這些問題。在這種方法中，激發光不是一連續的面偏振光，而是一偏振的光脈沖，因此測得的F∥和F是在兩個不同方向上偏振的熒光隨時間的衰減，它既和熒光壽命τ有關，又與分子在溶液中的運動有關，因此常表示為F∥（t）和F⊥（t）。由它們可得一相當重要的物理量——各向異性參數A（t）。由A（t）可推測生物大分子的形狀、分子轉動弛豫時間（即從一個定向的狀態到一個無定向狀態所要的時間），進而可以推知生物大分子的大小、分子在溶液中的轉動角度和時間之間的函數關系。由這些結果可以研究分子之間的相互作用、分子間結合的緊密程度、蛋白質、核酸分子的解聚程度等等。 　

　　另外，熒光技術在免疫學中亦有廣泛的應用。zui重要的就是熒光抗體法。將某些熒光染料與血清抗體相結合，這種標記的抗體仍可專一地與相應抗原發生結合，形成的復合體具有熒光特性，從而可以確定抗原或抗體的存在及其含量。