细菌变异的理论知识与技术在医学微生物学、临床医学及预防医学等方面已被广泛应用。近几十多年来，由分子遗传学发展起来的遗传工程更为人类控制遗传特征，改造现有生物品系，生产新的生物制品开辟了前景。
一、在细菌分类上的应用
过去依靠细菌的形态、生化反应、抗原特异性、以及噬菌体分型等进行了细菌的分类。这些方法至今仍有实用价值。此外，还开展了细菌DNA分子中的G+C分类：即不同种的细菌基因型的差别程度可用细菌DNA分子中所含的鸟嘌呤和胞嘧啶在四种碱基意量中所占的成分比所反映。亲缘关系密切，细菌DNA中G+C的含量(Mol%)相同或很接近;关系远者则G+C量相差较大。除作G+C量测定外，还可以采用DNA分子杂交技术来比较两种细菌的DNA链核苷酸序列间有无同源性。如果为同一种细菌则同源性杂交率可为100%。因此，根据细菌基因组的相对稳定性，可鉴定出细菌间的相互关系。
二、在诊断中的应用
在实验诊断工作中，常遇到一些变异菌株、其形态、毒力、生化反应或抗原性都不典型，给细菌鉴定带来困难。如在有些使用抗生素的患者体内可分离到L型细菌。从而必须了解L型细菌培养的特点以及如何使其返祖而恢复其典型形态与菌落，作出正确的诊断。
三、在预防中的应用
减毒活疫苗有较好的预防效果。减毒活菌苗可以从自然界分离获得，也可用人工方法选择改变毒力的变异株。目前应用的减毒活菌苗如卡介苗是十分成功的例子，此外还获得了预防鼠疫和布氏菌的活菌苗。
四、在治疗中的应用
抗生素的生产中常用紫外线照射以促突变，从而获得产生抗生素量高的菌种。耐药性菌株的出现是临床上存在的大问题。通过了解产生耐药性的原理，可采取有针对性的措施。临床上强调对细菌做抗生素敏感试验，从而选用敏感药物有效地治疗，可避免在使用抗生素中提供选择耐药性突变株的条件。
五、检查致癌物质的作用
正常细胞发生遗传信息的改变可致肿瘤。因此导致突变的条件因素均被认为是可疑的致癌因素。目前已被采用的Ames试验是以细菌作为诱变对象，以待测的化学因子作为诱变剂，将待测的化学物质作用于鼠伤寒沙门氏杆菌的组氨酸营养缺陷型细菌后，将此菌接种于无组氨酸的培养基中。如果该化学物质有促变作用，则有少数细菌可回复突变而获得在无组氨酸培养基上生长的能力。这种以该菌株的回复突变作为检测致癌因子指标的方法比较简便，可供参考。
