นาโนอนุภาคทองคำถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์ โดยเฉพาะในการวินิจฉัยโรคและการรักษา เนื่องจากคุณสมบัติทางแสงและอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นเอกลักษณ์ พวกมันทำหน้าที่เป็นสารตัดกันที่มีประสิทธิภาพในเทคนิคการถ่ายภาพ เช่น เอ็กซ์เรย์ ซีทีสแกน และเครื่องมือวินิจฉัยอื่นๆ ในด้านการรักษามะเร็ง นาโนอนุภาคเหล่านี้ถูกใช้ในระบบนำส่งยาแบบกำหนดเป้าหมาย โดยเกาะติดกับเซลล์มะเร็งและปล่อยยารักษาโดยตรงเข้าสู่เนื้องอก ลดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อที่แข็งแรง นอกจากนี้ ความสามารถในการแปลงแสงเป็นความร้อนทำให้มีคุณค่าต่อการบำบัดด้วยแสงความร้อน (photothermal therapy) ซึ่งใช้ทำลายเซลล์มะเร็งด้วยความร้อนเฉพาะที่ ในด้านเซ็นเซอร์ชีวภาพ นาโนอนุภาคทองคำถูกนำมาใช้เนื่องจากความไวสูงในการตรวจจับโมเลกุลชีวภาพ ช่วยในการวินิจฉัยโรคแต่เนิ่นๆ พวกมันยังมีบทบาทสำคัญในการตรวจสอบสิ่งแวดล้อม โดยช่วยตรวจหาสารมลพิษและสารพิษในน้ำและอากาศ

ในด้านอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ นาโนอนุภาคทองคำถูกใช้ในการพัฒนาหมึกนำไฟฟ้าและสารเคลือบผิว เพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ รวมถึงการผลิตเซ็นเซอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก เนื่องจากมีความสามารถในการนำไฟฟ้าได้ดีและมีความเสถียรสูง

ในด้านความงาม นาโนอนุภาคทองคำถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์ดูแลผิวเพื่อช่วยในการฟื้นฟูและบำรุงผิว เนื่องจากมีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระและช่วยกระตุ้นการสร้างคอลลาเจน

นอกจากนี้ ยังมีการนำนาโนอนุภาคทองคำมาใช้ในกระบวนการทางเคมีเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความเร็วของปฏิกิริยาต่างๆ