分子標記
作為一種新型的報告基因，GFP已在生物學的許多研究領域得到應用。利用綠色熒光蛋白獨特的發光機制，可將GFP作為蛋白質標簽（protein tagging），即利用DNA重組技術，將目的基因與GFP基因構成融合基因，轉染合適的細胞進行表達，然后借助熒光顯微鏡便可對標記的蛋白質進行細胞內活體觀察。由于GFP相對較小，只有238個氨基酸，將其與其他蛋白融合后不影響自身的發光功能，利用GFP的這一特性已經加深了我們對細胞內一些過程的了解，如細胞分裂、染色體復制和分裂，發育和信號轉導等。1996年，Ehrdardt等人首次報道了利用GFP的特性研究細胞分化蛋白FtsZ的定位。研究顯示FtsZ在細胞分裂位點形成了一個環狀物，且至少有9種蛋白在細胞分裂中起重要作用，盡管對這些蛋白功能仍然不是很清楚，但是利用GFP融合蛋白已經搞清楚了它們聚合的順序以及在蛋白定位中的一些特征。利用GFP來檢測目標蛋白的定位已為我們提供了一種對細胞內的一些基本的生理過程進行更詳盡觀察的新方法。
除用于特定蛋白的標記定位外，GFP亦大量用于各種細胞器的標記如細胞骨架、質膜、細胞核等等。Shi等人曾報道將GFP融合到大腸桿菌細胞膜表面用作標記蛋白，這一技術將有助于提高多肽庫的篩選效率、疫苗的研制、構建細胞生物傳感器用作環境檢測以及探測信號轉導過程等等。這些都為傳統生物學研究提供了新思路和新方法，成為交叉學科研究的熱點。