แผ่นซิลิกาเจลใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการโครมาโตกราฟีแบบชั้นบาง (Thin Layer Chromatography หรือ TLC) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้ในการแยกและวิเคราะห์สารเคมีต่างๆ ในตัวอย่าง โดยแผ่นซิลิกาเจลทำหน้าที่เป็นเฟสคงที่ (stationary phase) ที่ช่วยในการแยกสารตามความแตกต่างในความสามารถในการดูดซับและการละลาย สารที่ต้องการวิเคราะห์จะถูกเติมลงบนแผ่น และเมื่อทำการเคลื่อนที่ของเฟสเคลื่อนที่ (mobile phase) เช่น ตัวทำละลาย สารต่างๆ จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ทำให้สามารถแยกและระบุสารได้ นอกจากนี้ แผ่นซิลิกาเจลยังใช้ในการตรวจสอบความบริสุทธิ์ของสาร ตรวจสอบปฏิกิริยาเคมี และใช้ในงานวิจัยทางเคมีและชีวเคมีอีกด้วย เนื่องจากมีความไวสูงและให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็ว จึงเป็นเครื่องมือที่สำคัญในห้องปฏิบัติการเคมีและเภสัชกรรม