ควอนตัมดอทมีความสำคัญในการใช้งานด้านการมองเห็น ในการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์ นำไปใช้เป็นทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนเดียว เพราะมีผลกระทบคูลอมบ์ ควอนตัมดอทนำไปใช้ได้ทางด้านการประมวลผลข้อมูลเชิงควอนตัม ความสามารถในการเปลี่ยนขนาดของควอนตัมดอทเป็นข้อดีในการนำไปใช้งาน ควอนตัมดอทขนาดใหญ่จะมีการเปลี่ยนสเปกตรัมไปทางแดงมากกว่าดอทขนาดเล็ก และแสดงคุณลักษณะทางควอนตัมน้อยกว่า อนุภาคขนาดเล็กจะมีข้อดีในด้านมีผลกระทบควอนตัมมากกว่า ในทิศทางศูนย์ ควอนตัมดอทมีความเข้มที่คมของระยะมากกว่าโครงสร้างที่มีทิศทางสูงกว่า จึงมีการนำพลังที่สูงกว่าและคุณสมบัติต่อการมองเห็น และมีงานวิจัยเพื่อนำไปใช้เช่นเลเซอร์ไดโอด ตัวขยายสัญญาณ และเซนเซอร์ทางชีวภาพ ควอนตัมดอทจะตื่นตัวภายในสนามแม่เหล็กที่ผลิตโดยอนุภาคนาโนของทอง ทำให้เห็นพลาสมอนเรโซแนนท์ ในสเปกตรัมของผลึกนาโน (CdSe)ZnS ได้ควอนตัมดอทที่มีคุณภาพสูง เหมาะสำหรับการมองเห็นและการใช้งานที่มีการปล่อยสเปกตรัมแคบๆ รูปแบบใหม่ของควอนตัมดอท มีศักยภาพในการเข้าถึงระยะไกลในการศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างภายในเซลล์ กระบวนการภายในเซลล์ระดับโมเลกุลเดียว ภาพถ่ายเซลล์ที่มีความละเอียดสูง การตรวจสอบในสิ่งมีชีวิตจริงระยะยาวในการสื่อสารระหว่างเซลล์ การเกิดเนื้องอกและการวินิจฉัย

การคำนวณ

เทคโนโลยีควอนตัมดอทเป็นคู่แข่งที่สำคัญของการคำนวณควอนตัม ในสถานะของแข็ง โดยการให้ความต่างศักย์เล็กน้อยชักนำการไหลของอิเล็กตรอนผ่านควอนตัมดอท จะถูกควบคุมได้อย่างแม่นยำ และคุณสมบัติอื่นๆสามารถสร้างขึ้นได้ การคำนวณทางควอนตัมและคอมพิวเตอร์สามารถทำให้เป็นไปได้

ชีววิทยา

ในการวิเคราะห์ทางชีววิทยาสมัยใหม่ สีย้อมอินทรีย์หลายชนิดถูกนำมาใช้ อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ต้องการความยืดหยุ่นในการใช้สีมากขึ้นซึ่งทำไม่ได้ในการใช้สีย้อมแบบดั้งเดิม จึงนำควอนตัมดอทเข้ามามีบทบาทในส่วนนี้ ซึ่งจะสามารถสังเกตความสว่างและความคงตัว โดยคาดว่าควอนตัมดอทจะสว่างกว่า 20 เท่าและคงตัวมากกว่า 100 เท่า เมื่อเทียบกับสีย้อมฟลูออเรสเซนต์แบบดั้งเดิม การใช้ควอนตัมดอทในการถ่ายภาพภายในเซลล์ ที่ต้องการความไวเป็นความก้าวหน้าหลัก การปรับปรุงความคงตัวของแสงของควอนตัมดอททำให้ถ่ายภาพสามมิติได้คมชัดยิ่งขึ้น การใช้งานอีกอย่างหนึ่งคือการติดตามในช่วงเวลาจริงของโมเลกุลและเซลล์ในช่วงเวลาหนึ่ง แอนติบอดี สเตรปตาวิดิน เปบไทด์ กรดนิวคลีอิก หรือมือจับโมเลกุลขนาดเล็ก สามารถใช้เป็นเป้าหมายของควอนตัมดอทในการจับกับโปรตีนเฉพาะชนิดภายในเซลล์ นักวิจัยสามารถศึกษาควอนตัมดอทในต่อมน้ำเหลืองของหนูเป็นเวลานานกว่า 4 เดือน

ควอนตัมดอทของสารกึ่งตัวนำได้นำมาใช้ในการถ่ายภาพในหลอดทดลองในเซลล์ ความสามารถในการถ่ายการเคลื่อนที่ของเซลล์เดี่ยวในเวลาจริงคาดว่าจะมีความสำคัญในงานวิจัยหลายด้านเช่น วิทยาเอ็มบริโอ มะเร็ง การบำบัดด้วยสเตมเซลล์ และระบบภูมิคุ้มกัน นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์ว่าควอนตัมดอทให้ผลดีกว่าวิธีที่มีอยู่เกี่ยวกับการทำให้ยีนหลับ เช่นการใส่ SiRNA เข้าสู่เซลล์ ความพยายามแรกคือพยายามใช้ควอนตัมดอทสำหรับการติดตามเนื้องอกในสภาพสิ่งมีชีวิตจริง เพื่อหาความแตกต่างระหว่างเป้าหมายที่ทำงานกับเป้าหมายที่เฉื่อย ในกรณีของเป้าหมายที่ทำงาน ควอนตัมดอทจะทำงานกับการจับที่ตำแหน่งที่เฉพาะกับเนื้องอก เป้าหมายที่เฉื่อยจะเพิ่มการผ่านและการคงอยู่ของเซลล์เนื้องอกสำหรับการขนส่งควอนตัมดอทโพรบ เซลล์เนื้องอกที่เจริญเร็วจะมีเนื้อเยื่อที่ผ่านได้ง่ายกว่าเซลล์ที่สุขภาพดี ทำให้มีการรั่วของอนุภาคนาโนขนาดเล็กเข้าไปสู่ตัวเซลล์ เซลล์เนื้องอกยังขาดความสามารถในการขับออก จึงทำให้เกิดการสะสมอนุภาคนาโน

อีกหัวข้อหนึ่งเกี่ยวกับควอนตัมดอทโพรบคือศักยภาพในการเกิดความเป็นพิษในสภาพสิ่งมีชีวิตจริง ตัวอย่างเช่นผลึกนาโนของ CdSe เป็นพิษต่อเซลล์ที่เลี้ยงสูงมากภายใต้สภาวะที่ได้รังสียูวี พลังงานของรังสียูวีใกล้กับพลังงานโควาเลนซ์ทางเคมีของผลึกนาโนของ CdSe อนุภาคของสารกึ่งตัวนำสามารถละลายในกระบวนการที่เรียกการสลายตัวด้วยแสง ซึ่งจะปลดปล่อยไอออนที่เป็นพิษคือแคดเมียมออกมาในอาหารเลี้ยงเซลล์ เมื่อไม่มีรังสียูวี ควอนตัมดอทจะเป็นโพลีเมอร์ที่เสถียรโดยไม่มีพิษ การหุ้มควอนตัมดอทด้วยไฮโดรเจลทำให้คววอนตัมดอทคงตัวในสารละลาย ลดโอกาสที่จะเกิดการรั่วของแคดเมียม มีข้อมูลน้อยมากเกี่ยวกับกระบวนการขับควอนตัมดอทออกจากสิ่งมีชีวิต จึงมีคำถามที่ต้องพิจารณาอย่างระมัดระวังก่อนนำไปใช้กับมนุษย์ การนำไปใช้ที่มีศักยภาพอีกอย่างหนึ่งคือการเป็นฟลูโรฟลอร์อนินทรีย์ในการตรวจสอบเนื้องอกโดยใช้กล้องฟลูออเรสเซนส์ ซึ่งอยู่ระหว่างการวิจัย

อุปกรณ์ทางด้านเซลล์แสงอาทิตย์

ควอนตัมดอทสามารถที่จะเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนของเซลล์แสงอาทิตย์ได้ จากข้อมูลทางการทดลองในปี 2004 ควอนตัมดอทของตะกั่วไซยาไนด์สามารถผลิตโฟตอนพลังงานสูงต่อกระบวนการการกระตุ้น ซึ่งเทียบได้กับเซลล์แสงอาทิตย์ในปัจจุบัน เซลล์แสงอาทิตย์ควอนตัมดอทจะถูกกว่า และใช้ปฏิกิริยาที่ไม่ซับซ้อน

อุปกรณ์เปล่งแสง

มีความต้องการที่จะใช้ควอนตัมดอทเป็นอุปกรณ์เปล่งแสงเช่น QD-LED หรือ QD-WLED (สีขาว) ในเดือนมิถุนายน 2006 ได้ประกาสความสำเร็จทางเทคนิคในการพิสูจน์แนวคิดของการใช้ควอนตัมดอทในการแสดงข้อความแสงด้วยแสงขาวและแสงใกล้แดง ควอนตัมดอทมีคุณค่าในการแสดงเพราะเปล่งแสงที่กระจายตัวดี ทำให้ได้ผลที่แม่นยำสำหรับตาของมนุษย์ ควอนตัมดอทต้องการพลังงานน้อยและไม่ต้องกรองแสง เมื่อมีการค้นพบควอนตัมดอทที่เปล่งสีขาว ทำให้การนำมาใช้ใกล้ความจริง การแสดงด้วยผลึกเหลวใช้ตะเกียงฟลูออเรสเซนส์ ซึ่งต้องใช้ตัวกรองแสงเพิ่อผลิตสีแดง เขียว และน้ำเงิน การแก้ปัญหาที่ดีคือการใช้ LED ที่เปล่งสีน้ำเงินเป็นแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งจะทำให้ได้สีเขียวและสีแดงโดยการเลือกควอนตัมดอทที่เหมาะสม ควอนตัมดอทจะผลิตแสงที่มีสีเดียวที่มีประสิทธิภาพในการมองเห็นของสายตา QD-LED จะประดิษฐ์จากซิลิคอนทำให้สามารถรวมแหล่งของแสงเข้ากับวงจรของซิลิคอน QD-LED จะรวมเข้าในกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดเพื่อใช้ในการแสดงสีฟลูออเรสเซนส์สำหรับการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์

อุปกรณ์การตรวจวัดด้วยแสง

อุปกรณ์ตรวจวัดด้วยแสงโดยใช้ควอนตัมดอท (QDPs) สามารถประดิษฐ์ขึ้นโดยกระบวนการของสารละลาย หรือการเกิดผลึกเดี่ยวของสารกึ่งตัวนำ อุปกรณ์ตรวจวัดด้วยแสงโดยใช้ควอนตัมดอทโดยใช้ผลึกเดี่ยวของสารกึ่งตัวนำเป็นการรวมอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์เข้ากับกระบวนการที่ต้องการสารกึ่งตัวนอินทรีย์ อุปกรณ์ตรวจวัดด้วยแสงโดยใช้ควอนตัมดอทที่มีกระบวนการในสารละลายสามารถใช้กับสารตั้งต้นหลายชนิด และรวมกับวงจรได้ อุปกรณ์ตรวจวัดด้วยแสงโดยใช้ควอนตัมดอทแบบคอลลอยด์มีศักยภาพที่จะนำไปใช้ในเครื่องจักร อุตสาหกรรม กล้องจุลทรรศน์ และการสร้างภาพทางการแพทย์ด้วยฟลูออเรสเซนส์