用于植物和微生物育種是細胞融合技術基本的應用領域。對微生物而言,該技術主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產物的產量、使菌種獲得新的性狀、合成新產物等。與基因工程技術相結合,使對遺傳物質進一步修飾提供了各種各樣的可能性。目前,微生物細胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、放線菌等多種微生物的種間以至屬間,不斷培育出用于各種領域的新菌種。自1979年首先利用微生物原生質體融合技術提高青霉素產量以來,開創了原生質體融合技術在實際工作中的應用。微生物細胞融合技術的一項突出應用是生物藥品的生產,包括生物活性物質、疫苗等。另一方面的突出應用就是為發酵工業提供優良菌種,例如日本味之素公司應用細胞融合技術使產生氨基酸的短桿菌雜交,獲得比原產量高3倍的賴氨酸產生菌和蘇氨酸高產新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交,分離子后代中個別菌株具有糖化和發酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術獲得了優良的高性能謝利酵母來釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。在基礎理論方面,研究外源DNA轉化、質粒轉移、基因定位、病毒傳遞以及核與核、核與質之間的關系等已取得重大進展。