一、蛋白质分离与纯化 凝胶渗透色谱柱是蛋白质分离和纯化的有力工具。在复杂蛋白质混合物中，蛋白质分子大小各异。凝胶柱中的凝胶颗粒具有特定的孔径，大分子蛋白质由于分子量大、体积大，只能被排阻在凝胶颗粒之外，在颗粒间的空隙间随流动相快速流动；而小分子蛋白质则能够扩散进入凝胶颗粒内部，在颗粒内的孔隙中穿行，从而与流动相产生不同的相对运动速度。这就使得不同大小的蛋白质在经过时被逐步分离。这种基于分子大小的分离方式无需复杂的化学反应或特殊的相互作用条件，操作相对简便。
二、蛋白质分子量测定
可用于测定蛋白质的分子量。根据分子量大小与在柱上的洗脱顺序之间的关系，可以建立一个标准曲线。将已知分子量的标准蛋白质在相同的凝胶渗透色谱条件下进行分析，记录它们的洗脱体积；然后将待测蛋白质进行同样的分析，通过对比其洗脱体积与标准曲线，就能够估算出待测蛋白质的分子量。
三、蛋白质纯度评估
在蛋白质纯化过程中，可以清晰地展现出蛋白质样品中的杂质情况。如果样品中存在少量与其他主蛋白分子量相近的杂质蛋白，虽然凝胶渗透色谱柱可能无法将它们与主蛋白分离，但仍然可以通过观察洗脱峰的形状、是否有拖尾或者额外的小峰等情况，来初步判断蛋白质样品的纯度。
四、蛋白质低聚性分析
还可用于分析蛋白质的低聚性。如果蛋白质以低聚体形式存在，不同低聚体的分子量存在差异，在通过时，会按照分子量大小依次被洗脱出来，从而可以确定蛋白质的低聚体组成情况。
五、蛋白质与其他化合物相互作用研究
在研究蛋白质与其他小分子或大分子的相互作用时，将它们的共混溶液通过凝胶渗透色谱柱。若存在相互作用，会使蛋白质的保留时间发生改变，通过分析这种改变情况，可以评估它们之间的相互作用强度、亲和性和配合比例等信息。
