ใช้เป็นตัวพายาแบบความจุสูงเนื่องจากมีพื้นที่ผิวมากและขนาดรูพรุนที่ปรับได้ ช่วยให้การปลดปล่อยยารักษาได้อย่างควบคุม นิยมใช้ในด้านการส่งยาอย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากมีพื้นที่ผิวมากและรูพรุนที่สามารถบรรจุโมเลกุลยาได้ในปริมาณสูง ช่วยควบคุมการปลดปล่อยยาให้ค่อยเป็นค่อยไป ทำให้ลดผลข้างเคียงและเพิ่มประสิทธิภาพการรักษา นอกจากนี้ยังใช้ในระบบส่งยาเฉพาะเป้าหมาย เช่น การรักษามะเร็ง โดยสามารถปรับแต่งผิวของไมโครสเฟียร์ให้จับกับเซลล์เป้าหมายได้

นิยมใช้ในงานวิจัยด้านชีวการแพทย์ เช่น การส่งสารพันธุกรรมหรือโปรตีนเข้าสู่เซลล์ รวมถึงใช้เป็นตัวพาในระบบตรวจวินิจฉัยโรค เนื่องจากสามารถดัดแปลงให้ตอบสนองต่อสภาวะแวดล้อม เช่น pH หรืออุณหภูมิ และใช้ในภาพถ่ายทางการแพทย์เมื่อปรับแต่งด้วยแท็กเรืองแสงหรือแม่เหล็ก

นอกจากนี้ยังประยุกต์ใช้ในโครมาโทกราฟีและวิทยาศาสตร์การแยกสำหรับการดูดซับและการทำให้บริสุทธิ์ชีวโมเลกุลอย่างเลือกสรร ใช้ในอุตสาหกรรมตัวเร่งปฏิกิริยา โดยทำหน้าที่เป็นตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยา ช่วยเพิ่มพื้นที่สัมผัสและเสถียรภาพของตัวเร่ง ทำให้กระบวนการผลิตมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ยังมีการสำรวจใช้ในสูตรเครื่องสำอางสำหรับการปลดปล่อยส่วนผสมที่ใช้งานได้ยาวนานและการซึมผ่านผิวหนังที่ดีขึ้น