工業應用：熒光染料可用作洗衣粉中的增白劑、各種熒光路標漆等熒光染料產品的制備。此外還用于纖維織物印染和某些特殊標志的制作。
科研應用：熒光染料在科研中常用于熒光**、熒光探針、細胞染色等。包括特異性的DNA染色，用于染色體分析、細胞周期、細胞凋亡等相關研究。另有很多核酸染料在多色染色系統中是非常有用的復染劑，可作為背景對照，標記細胞核使細胞內結構的空間關系一目了然。
在**分析中熒光標記的單克隆抗體技術為流式細胞儀在研究細胞膜和細胞內各種功能性抗原、腫瘤基因蛋白等領域擴展了無限的應用空間。熒光探針可以通過蛋白質交聯劑共價結合在單克隆抗體上。
在核酸檢測中熒光染料對細胞核染色后定量測量細胞所發出的熒光強度，就可以確定細胞核中DNA、RNA的含量，并可以對細胞周期和細胞的增殖狀況進行分析。有多種熒光染料可以對細胞中的DNA或RNA染色，常用的DNA染料包括碘化丙啶(PI)、DAPI、Hoechst 33342等，RNA染料有噻唑橙、吖啶橙等。