1、快速繁殖某些稀有植物或有較大經濟價值的植物
依靠自然條件在較短時間內繁殖稀有植物和經濟價值較高的植物，受到地理環境和季節的限製，很難達到快速、高效的目的；特別對於在短時期內需要達到一定數量，才能創造應有價值的植物，時間就是效益，隻有通過組織培養的方法才能滿足這一要求。用組織培養法繁殖植物，這是組織培養應用於生產的主要的和成效最大的實例。首先是在蘭花上的成功應用。自Morel在1960年得到蘭花組織培養苗後，很快應用於生產，形成了組織培養法繁殖蘭花工業。
由於組織培養法繁殖植物的明顯特點是快速，每年可以數以百完倍速度繁殖，因此對一些繁殖係數低，不能用種子繁殖的名特優植物品種的繁殖，尤為意義重大。
2、脫毒
植物中有很多都帶有病毒，嚴重影響植物的產量和品質，給農業帶來災害。特別是無性繁殖植物，如馬鈴薯、草莓、大蒜、康乃馨等，由於病毒是通過維管束傳導的，因此利用這些植物營養器官繁殖，就會把病毒帶到新的植物個體上而發生病害。但是也證明感病植株並不是每個部位都帶有病毒，如莖尖生長點尚未分化成維管束的部分，可能不帶病毒。若利用組織培養法進行莖尖培養，再生的植株有可能不帶病毒，從而獲得脫病毒的苗，再用這種苗進行繁殖，則種植的植物就不會或極少發生病毒病。所獲得的脫毒苗一定要經過鑒定，確認不帶病毒才能使用。使用組織培養法獲得脫毒苗已經在草莓、葡萄、康乃馨等獲得成功，產生明顯的經濟效應。
3、植物種質資源的保存、挽救瀕於滅絕的植物
長期以來人們想了很多方法來保存植物，如儲存果實，儲存種子，儲存塊根、塊莖、種球、鱗莖；用常溫、低溫、變溫、低氧、充惰性氣體等，這些方法在一定程度上收到了好的或比較好的效果，但仍存在許多問題。主要問題是付出的代價高，占的空間大，保存時間短，而且易受環境條件的限製。植物組織培養結合超低溫保存技術，可以給植物種質保存帶來一次大的飛躍。因為保存一個細胞就相當與保存一粒種子，但所占的空間僅為原來的幾萬分之一，而且在-193度的液氮中可以長時間保存，不像種子那樣需要年年更新或經常更新。環境的不斷變化使許多種類的植物麵臨著滅絕的危險，而且許多種植物已經滅絕，留給人類的隻是一種遺憾。如何挽救這些植物，還有許許多多的動物，已成為世人關注的問題。實踐證明，通過組織培養的方法可以使一部分瀕危的植物種類得到延續和保存；如果在結合超低溫保存技術，就可以使這些植物得到較為永久性的保存。其實，對大多數普通植物來說，用組織培養的方法保存其種質材料，也具有十分重要的意義。因為，人們現在無法預知哪些植物會麵臨滅頂之災，或許今天看似繁茂的植物，明天就可能被沙漠、洪水、大火或戰爭吞沒。
4、通過花藥和花粉培養獲得單倍體植株、縮短育種年限
通過花藥和花粉組織培養可以獲得單倍體植物，大大縮短了育種時間。使新品種的培育過程大大簡化5、胚胎培養的應用
在遠源雜交中，雜交後形成的胚珠往往在未成熟狀態時，就停止生長，不能形成有生活力的種子，因而雜交不孕，這給遠緣雜交造成極大困難。十九世紀二十年代末，Laibach用胚培養技術培養亞麻種間雜種胚，第一個獲得了雜種植物，這一成功為在遠緣時克服雜交不親和的障礙提供了一項有用的技術。這項技術發展至今，已經相當成熟，可以說多數植物的成熟或未成熟胚通過培養都可獲得成功。幼胚培養已經可使5個細胞大小的極幼齡的胚狀結構培養成植株。但胚珠培養的研究不多，單個胚珠培養尚存在許多問題，需作深化研究。
遠緣雜交中，由於生理上和遺傳上的障礙而不能雜交成功，可采用試管受精加以克服，即將母本胚珠離體培養，使異種花粉在胚珠上萌發受精，產生的雜種胚在試管中發育成完整植株。
用胚乳培養可獲得三倍體植株，為誘導形成三倍體植物開辟了一條新途徑。三倍體加倍後得到六倍體，可育成多倍體品種。
6、細胞融合
通過原生質體融合，可部分克服有性雜交不親和性，而獲得體細胞雜種，從而創造新種貨育成優良品種。7、培養細胞突變體的應用
培養細胞處在不斷分生狀態，它就容易受培養條件和外加壓力（如射線、化學物質）的影響而產生誘變，從中可以篩選出有用的突變體，從而育成新品種。目前用這種方法已經篩選到抗病、抗鹽、高蛋白、高產等突變體，有些已經用於生產。8、用於遺傳學、分子生物學、細胞生物學、組織學、胚胎學、基因工程、生物工程等
要揭開生命活動的秘密，需要多科學、多技術的相互配合，其中植物組織培養技術是不可缺少的，它為遺傳學、分子生物學、細胞生物學、生物工程等提供了一種有效、快速的方法。因為要揭示生命的奧秘，首先要研究單個基因的作用，研究它在細胞內是如何組裝的，如何與其它基因發生聯係，如何表達和調控等。分離單個基因，對它DNA進行測序，再對其中的某些堿基實行突變，然後還需要將基因送到受體細胞當中，看表達情況，以確定其功能。接受基因的受體細胞要產生再生植株，就需要通過組織培養的方法才能實現。9、利用組織培養的材料作為植物生物反應器
中國的中草藥是一份人類寶貴的財富，但很多種中草藥資源匱乏，產量不足，甚至瀕於滅絕。如果能利用組織和細胞培養的方法在實驗室內生產，不再依附於自然環境，不僅可以解決現有困難，而且可以通過篩選高產有效成分的細胞係，來提高其藥用價值。比如用培養的人參懸浮細胞，來生產人參皂苷，已在日本等國家形成規模。利用培養的植物細胞和組織細胞作為生物反應器，也可以生產某些蛋白質、氨基酸、抗生素、疫苗等，如用生食蔬菜生產乙肝疫苗正在實驗中。10、用於其它未知科學的研究
現代科學發展非常迅速，很多現在預想不到的事情都有可能發生，新發明、新發現、新創造層出不窮，今天認為不可能的東西明天就可能變成現實。植物組織培養也同樣具有許多尚未發掘出的潛力，說不定有一天人們會在三角瓶內種出大南瓜。總之，現在的植物組織培養仍然處於發展階段，遠遠沒有達到它的高峰期，很多機理人們還沒有搞清楚，它的潛力還遠遠沒有發揮出來。相信在今後的幾十年內，組織培養在我國將會有更大的發展，在農業、製藥業、加工業等方麵將會發揮更大的作用，創造出更大的經濟效益。
