在細胞及分子生物學基礎研究中的應用

激光共聚焦顯微鏡應用照明針與檢測孔共軛成像，有效抑制了焦外模糊成像并可對標本各層分別成像，對活細胞行無損傷的“光學切片”這種功能也被形象的稱為“顯微 CT”。激光共聚焦顯微鏡還可以對貼壁的單個細胞或細胞群的胞內、胞外熒光作定位、定性、定量及實時分析，并對胞內成分如線粒體、內質網、高爾基體、DNA、RNA、Ca2+、Mg2+、Na+ 等的分布、含量等進行測定及動態觀察，使細胞結構和功能方面的研究達到分子水平。

在腫瘤和抗癌藥物篩選研究中的應用

普通顯微鏡及電子顯微鏡，僅能對腫瘤相關抗原進行定性分析，而激光共聚焦顯微鏡則可對單標記或者多標記細胞、組織標本及活細胞進行重復性很好的熒光定量分析，從而對腫瘤細胞的抗原表達、細胞結構特征，抗腫瘤藥物的作用及機制等方面定量化 。

在血液病學和醫學免疫學研究中的應用

激光共聚焦顯微鏡觀察免疫細胞和系統，如樹突狀細胞、單核-吞噬細胞系統、自然殺傷細胞、淋巴細胞時，在準確細胞定位的同時有效鑒定免疫細胞的性質。