ใช้ในระบบส่งยาอย่างแม่นยำ เนื่องจากมีขนาดสม่ำเสมอและคุณสมบัติแม่เหล็ก สามารถควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่และการปล่อยยาด้วยสนามแม่เหล็กภายนอก ทำให้ส่งยาไปยังตำแหน่งเป้าหมายในร่างกายได้อย่างมีประสิทธิภาพ นิยมใช้ในงานบำบัดมะเร็งแบบเฉพาะจุด

เหมาะสำหรับการแยกสารชีวโมเลกุล เช่น การแยกดีเอ็นเอ โปรตีน หรือเซลล์จากตัวอย่างชีวภาพ เนื่องจากพื้นผิวของไมโครสเฟียร์ (เช่น กลุ่มอีพ็อกซี่) สามารถดัดแปลงให้จับกับโมเลกุลเฉพาะได้ นอกจากนี้ยังใช้ในการตรึงเอนไซม์ การวินิจฉัย และเซ็นเซอร์ชีวภาพสำหรับตรวจจับสารเป้าหมายได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ

ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst support) ในกระบวนการเคมี โดยการยึดสารเร่งปฏิกิริยาไว้บนพื้นผิว ช่วยให้แยกและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายด้วยสนามแม่เหล็ก

นอกจากนี้ยังใช้ในงานบำบัดน้ำเสีย โดยดูดซับหรือแยกโลหะหนักและสารอินทรีย์ตกค้างออกจากน้ำ ด้วยคุณสมบัติการดูดซับที่สูงจากโครงสร้างพรุนและพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ ขณะที่ความสม่ำเสมอของขนาดช่วยให้ประสิทธิภาพคงที่ในเทคโนโลยีไมโครฟลูอิดิกส์และแล็บ-ออน-ชิป