1 蛋白质分析。蛋白质分析是微流控芯片的一个重要的应用的领域之一。蛋白质的微流控电泳芯片，通过在玻璃片材质或硅片材质上设置通路微泵、微孔、微阀、微电泳以及微流路等，可将整个生物类、化学类实验室的分析检测功能组建微缩到蛋白质芯片上。在电场作用下，样品中的蛋白质通过芯片上的孔道分离开来，经喷雾直接进入质谱仪中进行检测，以确定样品中蛋白质的分子量及种类。
2 免疫分析。利用动物抗原和抗体之间的特异性反应来，免疫分析将用于这个来选择性识别和测定作为抗体或抗原的待测物。在微流控芯片上的免疫分析技术是人体免疫分析的一大重要研究。这种免疫系统分析微装置，是在微型的玻璃片或者硅芯片上采用化学刻蚀，激光，热塑等技术产生一些微小的通道和微流通，来代替传统的毛细管通道作为电泳分析的实验装置。芯片上可以很容易地刻蚀上很密集的容易运用于微分析的通道阵列，且能高保真地复制进行大量生产，大大增加了分析通量。因此，免疫分析在微流芯片领域中的应用已开始普及，并广泛应用。
3 DNA分析及测序。 微流控芯片对DNA的检测能用于迅速分离DNA限制性片段PCR衍生物，与通常使用的毛细管电泳分离时效要快。利用微流控芯片，把β珠蛋白的PCR扩增反应用到硅芯片上，目的基因在通过15 min的扩增，接下来仅2min的时间就能完场PCR产物的分离，整个检测分析过程比原来的毛细管电泳分离要缩短了很多时间。
4 药物筛选。开发新药的途径就是药物筛选。近10年来发展起来的药物筛选的新的技术体系是通过高通量药物筛选。目前，有两大类药物是筛选是通过微流控芯片操作，一类是它采用类似于喷墨打印机的原理的微散射法，把样品和试剂注入芯片的一组通道；另一种以连续流法他将样品的所有制作分析过程集合在一张芯片上。
5 细胞的培养和医学检测。单细胞分析主要是对疾病的早期诊断，和研究有着重要的意义，它能预防并遏制病情的进一步加深。微流控分析芯片的微通道系统和健全的分析域这使得更简便地对单细胞进行检测。微流控芯片系统近年来已普遍用于细胞中，在目前的科研反响和关注比较大。目前在微流控芯片的应用中，已多数被血液流变学、单细胞操纵检测与计数以及单细胞胞内组分，等多个项目中。