一、蛋白質分離與純化 凝膠滲透色譜柱是蛋白質分離和純化的有力工具。在復雜蛋白質混合物中，蛋白質分子大小各異。凝膠柱中的凝膠顆粒具有特定的孔徑，大分子蛋白質由于分子量大、體積大，只能被排阻在凝膠顆粒之外，在顆粒間的空隙間隨流動相快速流動；而小分子蛋白質則能夠擴散進入凝膠顆粒內部，在顆粒內的孔隙中穿行，從而與流動相產生不同的相對運動速度。這就使得不同大小的蛋白質在經過時被逐步分離。這種基于分子大小的分離方式無需復雜的化學反應或特殊的相互作用條件，操作相對簡便。
二、蛋白質分子量測定
可用于測定蛋白質的分子量。根據分子量大小與在柱上的洗脫順序之間的關系，可以建立一個標準曲線。將已知分子量的標準蛋白質在相同的凝膠滲透色譜條件下進行分析，記錄它們的洗脫體積；然后將待測蛋白質進行同樣的分析，通過對比其洗脫體積與標準曲線，就能夠估算出待測蛋白質的分子量。
三、蛋白質純度評估
在蛋白質純化過程中，可以清晰地展現出蛋白質樣品中的雜質情況。如果樣品中存在少量與其他主蛋白分子量相近的雜質蛋白，雖然凝膠滲透色譜柱可能無法將它們與主蛋白分離，但仍然可以通過觀察洗脫峰的形狀、是否有拖尾或者額外的小峰等情況，來初步判斷蛋白質樣品的純度。
四、蛋白質低聚性分析
還可用于分析蛋白質的低聚性。如果蛋白質以低聚體形式存在，不同低聚體的分子量存在差異，在通過時，會按照分子量大小依次被洗脫出來，從而可以確定蛋白質的低聚體組成情況。
五、蛋白質與其他化合物相互作用研究
在研究蛋白質與其他小分子或大分子的相互作用時，將它們的共混溶液通過凝膠滲透色譜柱。若存在相互作用，會使蛋白質的保留時間發生改變，通過分析這種改變情況，可以評估它們之間的相互作用強度、親和性和配合比例等信息。
