化學發光成像系統廣泛應用于生物醫學領域。其中應用較為廣泛的為生物分子檢測及細胞成像等。
1.在生物分子檢測方面：化學發光成像系統通過引入合適的發光探針能夠實現高靈敏度的生物分子檢測。例如酶促發光反應可用于檢測特定酶活性以評價生物體中有關疾病進展。
2.細胞成像：化學發光成像系統能夠通過標記細胞具體結構或者分子來實現細胞高分辨率成像。如引入熒光標記物可觀察到細胞中蛋白質定位，細胞器形態改變和細胞信號傳導過程。