1、临床细胞遗传学：有助于进一步证实染色体带型，用于确定标记染色体的起源。对于染色体亚显微缺失的检测很敏感，由于诊断显微缺失综合征。
2、产前诊断：染色体异常的产前诊断主要依靠细胞分裂中期染色体的分析，但这一常规细胞遗传学方法需要两至三周完成。而应用生物素标记的染色体特异性探针对未经培养的绒毛细胞或羊水细胞进行原位交杂即可快速诊断常见的三体型及性染色体数目畸变。使用这一方法进行染色体数目异常的产前诊断只需要一天的时间，可以省去复杂的细胞培养及染色体分析过程。另外，FISHA在染色体结构异常的产前诊断中，不仅对那些易位性重排，而且对重复，缺失或者插入性重排都能为确定类型，来源和断裂点提供可靠依据。对标记染色体，环状染色体来源的研究中，FISH也具有高度的敏感性和可靠性。
3、肿瘤诊断：肿瘤细胞的染色体常常发生易位、缺失、倒位与扩增等改变，而肿瘤细胞的分裂指数较低而且分裂相显带困难，经常很难分析。染色体荧光原位杂交技术的应用，使大部分上述改变的阐明大为简化。
4、传染性疾病的诊断：诊断病原体的程序已有报告。
