ไมโครสเฟียร์โพลีสไตรีนถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในงานประยุกต์ทางชีวการแพทย์ เนื่องจากมีขนาดที่สม่ำเสมอและคุณสมบัติพื้นผิว พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวพาหะที่มีประสิทธิภาพในระบบการส่งยา ทำให้สามารถควบคุมการปล่อยยาและบำบัดแบบกำหนดเป้าหมายได้ ในด้านการวินิจฉัย พวกมันถูกใช้เป็นมาตรฐานในการสอบเทียบเครื่องไหลเวียนเซลล์ (flow cytometers) และเครื่องนับอนุภาค เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำของเครื่องมือ ความสามารถในการปรับแต่งพื้นผิวทำให้เหมาะสำหรับการทดสอบอิมมูโนแอสเซย์และเทคนิคการแยกชีวภาพ เช่น การแยกเซลล์โดยใช้การเคลือบแม่เหล็ก

ในการวิจัย ไมโครสเฟียร์โพลีสไตรีนทำหน้าที่เป็นอนุภาคโมเดลสำหรับศึกษาพฤติกรรมโคลลอยด์ การตกตะกอน และกระบวนการรวมตัว พวกมันยังถูกนำมาใช้ในกล้องจุลทรรศน์เป็นตัวติดตามเพื่อแสดงภาพการไหลของของไหลและการแพร่กระจายในอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกส์ ในงานประยุกต์อุตสาหกรรม พวกมันถูกใช้เป็นตัวคั่นในวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ สารเติมแต่งในสารเคลือบเพื่อควบคุมพื้นผิวและการเคลือบ และในการควบคุมคุณภาพสำหรับการทดสอบตัวกรอง คุณสมบัติทางแสงทำให้มีประโยชน์ในเทคโนโลยีการแสดงผลและเป็นสารกระจายแสง นอกจากนี้ยังใช้ในงานวิจัยและพัฒนาทางชีววิทยาและยา เช่น การควบคุมคุณภาพเครื่องมือวิเคราะห์ การสอบเทียบกล้องจุลทรรศน์ การศึกษาการกระจายตัวของอนุภาค และการแยกจับสารชีวโมเลกุล เช่น แอนติบอดีหรือดีเอ็นเอ โดยการเคลือบพื้นผิวให้มีหมู่ฟังก์ชันที่จับกับโมเลกุลเป้าหมาย ยังใช้เป็นมาตรฐานทดสอบระบบกรองอากาศหรือของเหลวเนื่องจากขนาดสม่ำเสมอ และในอุตสาหกรรมสี เครื่องสำอาง วัสดุเคลือบ เพื่อปรับการกระจายแสง การขัดผิว หรือความหนืด