藻青蛋白的应用研究很广泛，可归纳以下几方面：
1、食用色素
藻青蛋白是水溶性色素，无毒，纯蓝，清亮可爱，可作为食品着色剂、化妆品的添加剂。 而且本身是非常丰富的蛋白质，其氨基组成齐全，必需氨基酸占总量的37.2%.
2、保健食品
藻青蛋白离体实验证明具有刺激红细胞集落生成，类似红细胞生成素(EPO)的作用。藻青蛋白可以帮助调节合成人体所需要的多种重要酶，对抑制癌细胞的生长和促进人体细胞再生具有重要作用，同时还可以调节人体的免疫系统，增强免疫系统的功能，提高人体对疾病的抵抗能力。 目前国外已成功的研制出多种藻青蛋白复合药品， 认为该蛋白有促进免疫和抗疾病功能。 藻青蛋白对一些癌细胞的抑制作用明显。最新的研究成果显示藻青蛋白具有显著抑制肿瘤细胞生长和肿瘤新生血管生成，诱发肿瘤细胞凋亡，能显著地减轻和消除辐照、化疗对血白细胞核骨髓细胞的损伤，并能加速外周血白细胞和骨髓有核细胞的恢复，提高机体免疫力，阻止肿瘤转移复发。
3、特殊试剂
藻青蛋白蓝色并有荧光，可作为生物学、细胞学一些光动力学的研究试剂。 也可作为生化标记使用。藻青蛋白的另一作用是荧光剂，其荧光功效是普通荧光素的30倍。当受光激发，可发出强烈的红色荧光，用于肿瘤和癌症的临床体外诊断上，对细胞的早期癌变诊断意义重大，可作为一种新型的光敏剂，对癌症的激光疗法具有显著的增敏作用。根据相关研究报道，以藻青蛋白为光敏剂可使激光对肿瘤细胞的杀伤率从12%提高到88%，癌症治愈率提高55%。
4、酶抑制剂
藻青蛋白是蓝绿藻内的蓝色素。在活的藻细胞内，藻青蛋白是蛋白存储单位和抗氧化剂，防止细胞受到某波长的伤害。有研究表明藻青蛋白有较强的抗氧化和抗炎症特性。在多种炎症动物模型内，藻青蛋白可以减少或预防炎症。已证实藻青蛋白可以预防一些结肠炎。其作用机制在于它阻断了炎症物质白细胞三烯 B4的产生。最近，有研究表明藻青蛋白是最有效的自然的环氧化酶-2抑制剂之一。
5、促氧输送
藻青蛋白能激活人体的红血球产量，使氧气更能顺利地被输送至身体各部位。妥当的氧合作用有助于产生充沛能量。