一项新技术总是在不断应用的过程中变得越来越成熟。目前的大部分关于微流控芯片研究工作都是指向生命科学领域的应用，当前迫切需要加快微流控芯片这个平台向分子和细胞层面的申通，并尽可能矿大其在这两个层面的应用范围。
1、微流控芯片应用于核酸分析
核酸的分析研究是微流控芯片应用最广阔的领域之一。
微流控芯片技术未与毛细管电泳技术结合以前，后者一直是核酸分析领域的主导技术之一。微流控芯片技术兴起之后，美国加州大学教授Adam T Woolley 在这个方面做了开拓性的工作，一年之内连续在美国分析化学上发表三篇文章。成功地将芯片与荧光检测，电化学检测联用起来，检测并分离的DNA片段。
2、微流控芯片应用于蛋白和肽
随着人类基因组计划的实施和推进，生命科学研究已进入后基因组时代，在这个时期，最具有代表性的工作是蛋白质组学研究。随着微流控芯片技术的快速发展，其作为蛋白质研究平台的优越性日益明显。有关蛋白质分析的各种单元技术，包括样品预处理、分离和检测等都已经在微流控芯片上实现。
3、微流控芯片应用于小分子
相对分子质量在1000以下的物质称为小分子。小分子化合物种类繁多，遍及动植物以及自然环境的各方面。当然也包括市售的一些食品与药品。毛细管电泳对小分子分析方面已经得到普遍应用。经过近几年的发展，这些分离手段在微流控芯片技术领域也取得了许多成果。
4、微流控芯片应用于细胞
细胞分选是一种从大量非均一细胞群体中获取某种特定的细胞技术，常用于细胞生物学和临床医学领域，以微流控芯片为平台的细胞片分选技术具有微型化、集成化、细胞用量少及污染概率低等特点，为与下游进行电泳分离等细胞内含物分析过程的偶联提供了良好的技术支持。最近在这些方面，微流控芯片业显示了强大的发展潜力。