โคอีเลนเทอราซีนถูกใช้เป็นสารเรืองแสงในระบบชีวภาพ โดยเฉพาะในงานวิจัยที่ต้องการตรวจวัดกิจกรรมของเอนไซม์ลูซิเฟอเรส ซึ่งพบในสิ่งมีชีวิตเรืองแสง เช่น แมงกะพรุนและแพลงก์ตอน มันถูกนำมาใช้ในเทคนิคการถ่ายภาพชีวภาพ (bioluminescence imaging) เพื่อติดตามกระบวนการต่าง ๆ ในเซลล์มีชีวิต เช่น การแสดงออกของยีน การติดเชื้อของเชื้อโรค หรือการเติบโตของเนื้องอกในสัตว์ทดลอง นอกจากนี้ โคอีเลนเทอราซีนยังใช้ในระบบตรวจจับแคลเซียมไอออน เนื่องจากสามารถรวมกับโปรตีนเรืองแสงที่ไวต่อแคลเซียม เช่น aequorin ทำให้เกิดแสงเมื่อจับกับแคลเซียม ซึ่งมีประโยชน์ในการศึกษาสัญญาณภายในเซลล์ โดยเฉพาะในเซลล์ประสาทและกล้ามเนื้อ ในงานวิจัยด้านเภสัชกรรม สารนี้ถูกใช้เป็นเครื่องมือในการคัดกรองสารประกอบใหม่ที่มีฤทธิ์ต่อเป้าหมายทางชีวภาพ เพราะสามารถให้สัญญาณแสงที่วัดได้ง่ายและแม่นยำ โดยไม่ต้องใช้แสงภายนอกในการกระตุ้นเหมือนฟลูออเรสเซนต์ ทำให้ลดสัญญาณรบกวนและเพิ่มความไวในการตรวจวัด