1、基因表達(dá)水平的檢測(cè)
也是目前應(yīng)用較多的領(lǐng)域，用基因芯片進(jìn)行的表達(dá)水平檢測(cè)可自動(dòng)、快速地檢測(cè)出成千上萬(wàn)個(gè)基因的表達(dá)情況，通過(guò)分析那些有表達(dá)差異的基因來(lái)達(dá)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(biāo)準(zhǔn)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(guò)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(shù)以其快速、高效、敏感、經(jīng)濟(jì)、平行化、自動(dòng)化等特點(diǎn)，將成為一項(xiàng)現(xiàn)代化診斷新技術(shù)。現(xiàn)在，肝炎病毒檢測(cè)診斷芯片、結(jié)核桿菌耐藥性檢測(cè)芯片、多種惡性腫瘤相關(guān)病毒基因芯片等一系列診斷芯片逐步開始進(jìn)入市場(chǎng)。

3、藥物篩選
目前中藥產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)的西藥開發(fā)遇到的重大障礙是----如何分離和鑒定藥的有效成份進(jìn)而達(dá)到最佳治療效果，基因芯片技術(shù)是解決這一障礙的有效手段，它能夠大規(guī)模地篩選、通用性強(qiáng)，能夠從基因水平解釋藥物的作用機(jī)理，即可以利用基因芯片分析用藥前后機(jī)體的不同組織、器官基因表達(dá)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(zhì)。生物芯片技術(shù)使得藥物篩選，靶基因鑒別和新藥測(cè)試的速度大大提高，成本大大降低，這一技術(shù)具有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。

4、個(gè)體化醫(yī)療
臨床上，同樣藥物的劑量對(duì)病人甲有效可能對(duì)病人乙不起作用，而對(duì)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(yīng)差異很大。這主要是由于病人遺傳學(xué)上存在差異（單核苷酸多態(tài)性，SNP），導(dǎo)致對(duì)藥物產(chǎn)生不同的反應(yīng)。如將這些基因突變部位的全部序列構(gòu)建為DNA芯片，則可快速地檢測(cè)病人是這一個(gè)或那一個(gè)或多個(gè)基因發(fā)生突變，從而可對(duì)癥下藥，所以對(duì)指導(dǎo)治療和預(yù)后有很大的意義。

5、測(cè)序
基因芯片利用固定探針與樣品進(jìn)行分子雜交產(chǎn)生的雜交圖譜而排列出待測(cè)樣品的序列，這種測(cè)定方法快速而具有十分誘人的前景。Mark chee等用含135000個(gè)寡核苷酸探針的陣列測(cè)定了全長(zhǎng)為16.6kb的人線粒體基因組序列，準(zhǔn)確率達(dá)99%。Hacia等用含有48000個(gè)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(jié)果發(fā)現(xiàn)在外顯子11約3.4kb長(zhǎng)度范圍內(nèi)的核酸序列同源性在98.2%到83.5%之間，提示了二者在進(jìn)化上的高度相似性。據(jù)未經(jīng)證實(shí)的報(bào)道，去年有一種不成熟的生物芯片在15分鐘內(nèi)完成了1．6萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)的測(cè)定，96個(gè)這樣的生物芯片的平行工作，就相當(dāng)于每天1．47億個(gè)堿基對(duì)的分析能力！

6、生物信息學(xué)研究
人類基因組計(jì)劃（HGP）是人類為了認(rèn)識(shí)自己而進(jìn)行的一項(xiàng)偉大而影響深遠(yuǎn)的研究計(jì)劃。目前的問題是面對(duì)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(xiàn)HGP計(jì)劃的價(jià)值--破譯人類基因這部天書。后基因組計(jì)劃、蛋白組計(jì)劃、疾病基因組計(jì)劃等概念就是為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)而提出的。基因的功能并不獨(dú)立的,一個(gè)基因表達(dá)的上調(diào)或者下調(diào)往往會(huì)影響上游和下游幾個(gè)基因表達(dá)狀態(tài)的改變，從而進(jìn)一步引起和這幾個(gè)基因相關(guān)的更多基因的表達(dá)模式的改變。基因之間的這種復(fù)雜的相互作用組成了一張交錯(cuò)復(fù)雜的立體的關(guān)系網(wǎng)。像過(guò)去那樣孤立的理解某個(gè)基因的功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了，需要我們站在更高的層次全面的理解這種相互關(guān)系，全面了解不同個(gè)體基因變異、不同組織、不同時(shí)間、不同生命狀態(tài)等的基因表達(dá)差異信息，并找出其中規(guī)律。生物信息學(xué)將在其中扮演至關(guān)重要的角色。基因芯片技術(shù)就是為實(shí)現(xiàn)這一環(huán)節(jié)而建立的，使對(duì)個(gè)體生物信息進(jìn)行高速、并行采集和分析成為可能，必將成為未來(lái)生物信息學(xué)研究中的一個(gè)重要信息采集和處理平臺(tái)，成為基因組信息學(xué)研究的主要技術(shù)支撐。比如研究基因生物學(xué)功能的最好方式是監(jiān)測(cè)基因在不同組織、不同發(fā)育階段、不同健康狀況下在機(jī)體中活性的變化。這是一項(xiàng)非常麻煩的工作，但基因芯片技術(shù)可以允許研究人員同時(shí)測(cè)定成千上萬(wàn)個(gè)基因的作用方式，幾周內(nèi)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(xué)的主要技術(shù)支撐和操作平臺(tái)，其廣闊的發(fā)展空間不言而喻。在實(shí)際應(yīng)用方面，生物芯片技術(shù)可廣泛應(yīng)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(nóng)作物的優(yōu)育優(yōu)選、司法鑒定、食品衛(wèi)生監(jiān)督、環(huán)境檢測(cè)、國(guó)防等許多領(lǐng)域。它將為人類認(rèn)識(shí)生命的起源、遺傳、發(fā)育與進(jìn)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(shè)計(jì)和 藥物開發(fā)中先導(dǎo)化合物的快速篩選和藥物基因組學(xué)研究提供技術(shù)支撐平臺(tái)。總之，生物芯片技術(shù)在醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、藥業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境科學(xué)等凡與生命活動(dòng)有關(guān)的領(lǐng)域中均具有重大的應(yīng)用前景。