เฮมาโตซิลินถูกใช้อย่างแพร่หลายในทางจุลพยาธิวิทยาและเนื้อเยื่อวิทยา เพื่อย้อมสีเนื้อเยื่อสำหรับการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการย้อมนิวเคลียสของเซลล์ให้เป็นสีน้ำเงินหรือสีม่วง ซึ่งช่วยให้เห็นโครงสร้างของเซลล์ได้ชัดเจนขึ้น นอกจากนี้ยังใช้ในการวินิจฉัยโรคทางพยาธิวิทยา เช่น การตรวจหาเซลล์มะเร็งหรือการติดเชื้อในเนื้อเยื่อ เฮมาโตซิลินมักใช้ร่วมกับสารย้อมอื่นๆ เช่น อีโอซิน เพื่อให้ได้ภาพที่สมบูรณ์และชัดเจนของโครงสร้างเนื้อเยื่อ