TMRE ใช้ในการศึกษาด้านชีววิทยาเซลล์ โดยเฉพาะการวัดศักย์ไฟฟ้าในไมโทคอนเดรีย (mitochondrial membrane potential) ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้สุขภาพของเซลล์ โดยทั่วไปแล้ว TMRE จะถูกใช้ในการตรวจสอบการทำงานของไมโทคอนเดรียในเซลล์ที่มีชีวิต เนื่องจากมันสามารถแทรกซึมเข้าไปในเซลล์และสะสมในไมโทคอนเดรียที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงได้ดี นอกจากนี้ TMRE ยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยเกี่ยวกับโรคที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของไมโทคอนเดรีย เช่น โรคมะเร็ง หรือโรคทางระบบประสาท การใช้ TMRE ช่วยให้นักวิจัยสามารถประเมินประสิทธิภาพของยาหรือการรักษาที่มีผลต่อการทำงานของไมโทคอนเดรียได้อย่างมีประสิทธิภาพ