เฮมาโตซิลินถูกใช้อย่างแพร่หลายในฮิสโทโลยีและพยาธิวิทยาสำหรับการย้อมสีเนื้อเยื่อเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจสอบทางจุลภาค โดยมีประสิทธิภาพสูงในการเน้นนิวเคลียสของเซลล์ผ่านการจับกับกรดนิวคลีอิก ให้ความเปรียบต่างที่ชัดเจนเมื่อใช้คู่กับสีย้อมตอบโต้ เช่น อีโอซิน เทคนิคการย้อมสีนี้ที่เรียกว่า H&E staining เป็นวิธีมาตรฐานสำหรับการวินิจฉัยโรคและการศึกษากโครงสร้างเนื้อเยื่อ นอกจากนี้ เฮมาโตซิลินยังถูกนำมาใช้ในไซโทโลยีเพื่อวิเคราะห์ตัวอย่างเซลล์หาความผิดปกติ เช่น ใน Pap smears สำหรับการตรวจคัดกรองมะเร็งปากมดลูก ความสามารถในการให้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้ทำให้เป็นเครื่องมือสำคัญในงานวิจัยทางการแพทย์และชีววิทยา