بررسی سلول‌های خون (گلبول‌های قرمز و سفید و پلاکت) و عملکرد سیستم انعقاد خون، برای تشخیص کم‌خونی، عفونت‌ها، اختلالات خونریزی و پایش داروهای ضدانعقاد.

اندازه‌گیری مواد شیمیایی خون و ادرار برای ارزیابی قند، چربی، عملکرد کبد و کلیه، الکترولیت‌ها و آنزیم‌های بدن.

سنجش هورمون‌های تیروئید، باروری، رشد و غدد فوق کلیه، برای بررسی اختلالات غدد، ناباروری، ریزش مو و تغییرات وزن.

اندازه‌گیری نشانگرهایی که در برخی سرطان‌ها تغییر می‌کنند. بیشتر برای پیگیری درمان و گاهی برای غربالگری استفاده می‌شوند و تفسیرشان با پزشک معالج است.

تشخیص بیماری‌های خودایمنی (مانند آرتریت روماتوئید و لوپوس) و بررسی نقص‌های سیستم ایمنی؛ از اولویت‌های تخصصی آزمایشگاه نامدار.

جستجوی آنتی‌بادی‌ها یا آنتی‌ژن‌های عوامل عفونی در خون، برای تشخیص عفونت‌های فعلی یا قبلی و بررسی ایمنی در برابر برخی بیماری‌ها.

بررسی حساسیت به مواد غذایی و تنفسی با اندازه‌گیری IgE، برای کمک به شناسایی عامل حساسیت.

کشت نمونه‌ها برای شناسایی باکتری عامل عفونت و تعیین آنتی‌بیوتیک مؤثر (آنتی‌بیوگرام).

بررسی مستقیم و کشت نمونه‌های پوست، مو، ناخن و ترشحات برای تشخیص عفونت‌های قارچی.

شناسایی ماده‌ی ژنتیکی عوامل عفونی و بررسی تغییرات ژنی با روش PCR؛ دقیق و قابل انجام حتی وقتی مقدار عامل بیماری کم است.

شمارش و بررسی دقیق انواع سلول‌های ایمنی با کمک نشانگرهای سطحی، برای ارزیابی سیستم ایمنی و کمک به تشخیص برخی بیماری‌های خون.

اندازه‌گیری مقدار دارو در خون تا پزشک بتواند دوز را دقیق تنظیم کند و از کم‌اثری یا مسمومیت دارویی جلوگیری شود.