คานามัยซินซัลเฟตใช้อย่างแพร่หลายในจุลชีววิทยาและชีววิทยาโมเลกุลเป็นยาปฏิชีวนะเพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะต่อแบคทีเรียแกรมลบและบางชนิดของแกรมบวก ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในการคัดเลือกและรักษาเชื้อเพาะเลี้ยงแบคทีเรียที่มียีนต้านทานยาปฏิชีวนะ เช่น ที่ใช้ในการวิศวกรรมพันธุกรรม ในห้องปฏิบัติการ มักเติมลงในจานอะการ์หรืออาหารเลี้ยงเชื้อเหลวเพื่อให้แน่ใจว่ามีเพียงแบคทีเรียที่แปลงแล้วด้วยยีนต้านทานที่ต้องการเท่านั้นที่จะเจริญเติบโต นอกจากนี้ ยังใช้ในเลี้ยงเซลล์เพื่อป้องกันการปนเปื้อนจากแบคทีเรีย ในทางการแพทย์มนุษย์ ใช้เป็นยาปฏิชีวนะในการรักษาโรคติดเชื้อรุนแรงที่เกิดจากแบคทีเรีย เช่น การติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะ การติดเชื้อในช่องท้อง และการติดเชื้อในระบบทางเดินหายใจ โดยเฉพาะเมื่อยาปฏิชีวนะอื่นไม่เหมาะสม ยังใช้ในสัตวแพทย์ศาสตร์เพื่อรักษาการติดเชื้อในสัตว์ นอกจากนี้ ในทางการเกษตร ใช้เพื่อควบคุมโรคพืชที่เกิดจากแบคทีเรียและเป็นตัวคัดเลือกในเทคโนโลยีชีวภาพพืช กิจกรรมสเปกตรัมกว้างและความน่าเชื่อถือทำให้เป็นส่วนสำคัญในทั้งการวิจัยและการประยุกต์ใช้ทางคลินิก