藥物開發

熒光定量PCR的出現克服了傳統PCR技術普遍存在的假陽性及不能定量等問題，使得PCR技術更廣泛的應用于藥物開發、療效的評價與考核等方面，為臨床理論研究、治療疾病和藥物開發提供了客觀的技術基礎。如新藥開發，實時熒光定量PCR技術可以快速、準確、定量、靈敏地測定血液或組織中病原體的含量，因此有利用分析藥物的作用效果，為比較不同的配方的療效、用藥量、用藥時間等提供快速、有效的評價

腫瘤基因檢測

盡管腫瘤發病的機理尚未清楚，但相關基因發生突變是致癌性轉變的根本原因已被廣泛接受。癌基因的表達增加和突變，在許多腫瘤早期就可以出現,實時熒光定量PCR不但能有效地檢測到基因的突變，而且可以準確檢測癌基因的表達量,所以可進行腫瘤早期診斷、分型、分期和預后判斷。通過檢測腫瘤標記，熒光定量PCR技術適合于高通量檢測癌癥。目前用此方法可進行端粒酶hTERT基因、慢性粒細胞性白血病WT1基因、腫瘤ER基因、前列腺癌PSM基因、腫瘤相關的病毒基因等多種基因的表達檢測。

病原體的臨床診斷

熒光定量PCR技術可用于多種臨床疾病的診斷和療效評價。目前市場上已有多種商業化檢測試劑盒，包括對各型肝炎和肝炎分型、艾滋病、禽流感、淋球菌、沙眼衣原體、解脲支原體、人類乳頭瘤病毒、單純皰疹病毒、人類免疫缺陷病毒、流感病毒、結核分枝桿菌、EB病毒等病原體進行定性或定量分析。相比于與傳統的免疫或培養方法，熒光定量PCR法具有靈敏度高、重復性好、取樣少、快速簡便等優點。

基礎科學研究

在科研方面，熒光定量PCR技術已廣泛應用于生物、醫學、農牧林相關的分子生物學研究。熒光定量PCR技術可以對不同組織、不同處理之間（如藥物處理、物理處理和化學處理等）、不同發育階段基因表達差異進行檢測，也可用于等位基因分析、mRNA的表達模式、單核苷酸多態性（SNP）、甲基化檢測、RNAi基因失活率的檢測。高分辨率熔解曲線（HRM）能檢測PCR片段的微小序列差異，可應用于突變掃描、序列配對和基因分型等多個方面。

食品衛生檢疫

日常生活中食品是否安全，進出口食品和糧食是否含有危險或潛在危險的成分，都可以用熒光定PCR技術進行快速檢測，例如食源微生物、食品過敏源、轉基因食品、乳品等檢測。在食品發酵過程中，利用熒光定量PCR技術無需細菌培養，可以直接分析發酵產物中的微生物種群。轉基因作物生產加工的食品全世界有近萬種，熒光定量PCR方法是國內外進行轉基因成分含量檢測的常用方法。目前，熒光定量PCR法已常用于檢測以下動物疾?。呵萘鞲?、新城疫、口蹄疫、豬瘟、沙門菌、大腸埃希菌、胸膜肺炎放線桿菌、寄生蟲病等、炭疽芽孢桿菌等。

產前診斷和優生優育

在妊娠早期（1-3個月），有些病原微生物的感染易導致胎兒畸形，這些病原體中常見的有弓體（TOX）、風疹病毒（RV）、單純皰疹病毒（HSV）、沙眼衣原體（CT）、及巨細胞（HCMV），熒光定量PCR法可用于以上病原體的快速診斷。
產前監測可防止各類遺傳性疾病的發生，以往對遺傳性疾病的檢測主要使用染色體分析法，而臨床絕大部分遺傳性疾病是基因病而不是染色體病，染色體分析法無法檢出，熒光定量PCR法卻非常適合診斷此類疾病，目前已被用于檢測包括地中海貧血、苯丙酮尿癥、血友病、性別發育異常、智力低下綜合癥、胎兒畸形等優生優育項目。