最初使用高压电场是用于灭菌领域，在19世纪20年代到30年代美国的一些农场，用此方法进行牛奶的灭菌，当时采用的是220V低压交变电场而非脉冲电场。20世纪50年代，又产生了一种叫做液内放电法的灭菌方法，它是通过浸在液体内的电极快速释放高压电，产生瞬时的高压脉冲、电弧光以及电化学反应来灭菌。由于会造成食品电污染(因电极的腐蚀)和食品中颗粒的瓦解(因冲击波的作用)，目前多用于污水处理。 20世纪60年代，Sale和Hamilton率先进行了高压脉冲电场灭菌效果的研究，他们认为电场强度和作用时间是影响灭菌的两个最主要因素，并通过实验证明了产生灭菌作用的既非电解产物又非热力学原因。 80年代以后，Hulsheger, Zimmermann, Vega Mercado和Tsong等学者对脉冲电场杀菌机理做了进一步的探讨，并开始了用于工业生产的设备研究，90年代后美国华盛顿州立大学已研究出了较为成熟的仪器，并申请了专利在美国、日本、法国、德国、比利时、西班牙、荷兰、加拿大、冰岛、瑞士、瑞典、中国等国家的研究机构和公司对此进行了系统的研究。
国内在此领域开展研究的单位和学者也不少，如吉林大学、华南理工大学、中国农业大学、清华大学、大连理工大学、西安交通大学、西北农林科技大学、大连轻工业学院、无锡轻工大学、重庆大学等知名高校。大连轻工业学院生物与食品工程学院利用大连理工大学电气系研制的高压方波脉冲发生装置，研究了设备参数—电场强度、脉冲个数和脉宽变化对微生物存活率的影响。无锡轻工大学数理研究所介绍了液态食品高强度脉冲电场杀菌新技术的特点、装置及实验效果，并指出在实际运用PEF技术时，场强大小、杀菌时间、食品的酸碱度、对象菌的种类等因素应综合考虑，以确定最佳杀菌方案，获得最佳杀菌效果。中国农业大学食品学院等科研院校也在进行高压脉冲电场杀菌技术的研究，并取得了一定成果。华南理工大学开发了一套处理量在50L/h的中试设备，国内未见有工业化PEF设备。我国虽然在近年来也开展了相的研究，总体说来，国内的相关研究尚处于探索和起步阶段。只是处于实验室小试，距离商业化还有一定距离，需要研究者不断改进PEF杀菌设备的处理系统，确定脉冲电场的最佳杀菌条件及其杀菌机理。PEF技术已被公认为国际上研究最热最先进的灭菌技术之一，是对传统灭菌方法的革命，其创新性、科学性和先进性不容置疑。在使用PEF技术对各种食品进行灭菌保鲜方面已有大量报道，但在提取、干燥、冷冻和解冻等方面研究的较少，而在PEF处理后的食品质量、安全问题及医学、环境方面的研究就更加的少了。近些年来这些方面引起了许多学者的重视，相关 和报道呈迅速增多之势，但 总体数量和所涉及的生物材料相对还较少。
高压脉冲电场可以产生可逆性穿孔，将各种外源物质(蛋白质、DNA片段等)送入细胞。因此，高压脉冲电场能应用于在诱导癌细胞凋亡及肿瘤治疗;实现细胞融合，为异核体和杂交胚胎做准备;通过把质粒或外来基因导入细胞实现基因转染;促进药物的运输进去细胞;经皮给药。这几方一面有了一定的研究。
脉冲电场以其独特的生物电效应在肿瘤治疗等领域展示出良好的发展前景，并在国际上掀起了一股研究热潮。Beebe等研究发现高强度电场(场强达到300 kV/cm)作用于人Jurkat和HL-60细胞脉冲到纳秒级(10300 ns)观察到细胞内Caspase激活、细胞色素C释放，细胞内钙离子升高，由于ns级脉冲主要作用于胞内膜结构而非细胞膜，所以凋亡的诱导与胞膜穿孔关系不明显。Richard等用场强为40 kV/cm，脉宽为300 ns的脉冲电场作用于鼠黑色素瘤，
发现在细胞出现坏死的同时观察到细胞内钙离子浓度升高，DNA片段化，肿瘤血供减少而诱发的凋亡。
细胞融合就是将多个细胞合并形成一个细胞，也称为细胞杂交。细胞间DNA的交换可以通过电融合来实现。细胞电融合技术主要是利用高压脉冲电场对膜造成的可逆击穿来诱导相互接触细胞的融合。这个效应基于电场导致电偶极子的形成。在非均匀场中，电偶极子的形成导致细胞线性平移(电泳)，从而形成细胞链。通过细胞在相互接触的部位电穿孔来进行遗传物质的交换。Teissie等利用贴壁培养细胞间的自然相互接触，直接施加高压脉冲电场诱导了贴壁培养的哺乳类动物细胞的大量融合。郑强、赵南明在贴壁培养的IBRSZ细胞上利用高压脉冲电场进行的电融。利用高压脉冲电场产生电融合主要用在动物及植物育种使得不同的基因组结合在一起，从而产生新的物种，且可以产生人类单克隆抗体用于癌症治疗。为电融合技术在生物医学领域的应用展示了光明前景。
将DNA电转染进入活细胞以改善活细胞的特性，这是目前电穿孔特性较广泛应用的领域。Wong和Neumann等人通过电穿孔方法，率先成功地将tk基因转移到培养小鼠的L一细胞(tk基因有缺陷)中，并且证实了被转移基因的表现。郭旭东、森布尔、布赫在高压脉冲电场中处理小鼠精子的转基因载体作用研究中利用高压脉冲电场处理精子体外受精获得的胚胎进行手术移值。
