在毛细管电泳-电化学检测系统中的应用
将微电极进行修饰，是一种把分离、富集和测定三者结合为一的理想体系。现今用于毛细管电泳（CE）-电化学检测（EC）系统的修饰电极有Hg修饰微电极、化学修饰微电极、微金属颗粒修饰电极、表面膜修饰微电极。
在扫描技术中的应用
微电极运用于扫描技术，可在研究多种形式的局部腐蚀，如点腐蚀发生、发展过程机理；缝隙腐蚀的消长；应力腐蚀开裂的前驱电位效应；焊缝腐蚀行为；缓蚀机理及材料耐局部腐蚀的平测等方面的研究上，可获得其他技术难以得到的技术。扫描探针显微技术（SPM）主要包括扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM），其原理完全基于量子力学的隧道效应，通过测量表面隧道电流分布，可在真空、空气和溶液等多种环境条件下，表征电极表面实空间原子级结构形貌。SPM具有超高分辨的表面测试技术，已广泛应用于研究表面和界面过程，涉及到表面物理化学、材料科学、生命科学等领域，而微电极是其重要的组成部分。
微电极扫描技术在电化学上，由于所用电极不同可分为：（1）采用单电极体系：在被测物上采用高速扫描技术从而在中间体未来及反应前对其进行检测；（2）双电极体系：例如利用SECM技术，对丙烯腈聚合生成已二腈机理研究。
在传感器中的应用
电位传感器的发展方向是研究微电极和纳米电极。其目的是用于测定活体单细胞和细胞中各种离子式分子的活度或浓度。
生物传感器是利用固化生物催化剂识别器件与化学物质之间产生的生物化学反应，依靠电化学器件选择测定所生成或消耗的化学物质。BLMS生物传感器还以用于识别检测有气味的物质，还可以识别和测定许多生物活性物质，如葡萄糖。谷氨酸离子通道库仑传感器测定谷氨酸的检测下限达3×10-8mol/L。生物传感器可快速测定抗原，乙酰胆碱，尿素和青霉素测定时间小于2分钟，响应时间最快达10秒左右。
在能源电化学及歧化催化反应中的应用
在电池工业中，倍受学者关注的是锂电池。有些学者把微电极应用于锂电池的研究，得到重要数据。例如Gendevs等应用铜微盘电极（rd=40um）研究Li/Li 对THF（四氢呋喃）介质中的导火线行为，研究的结果展示微电极在能源电化学中的应用前景及其优越的电极特性。微电极的几何尺寸小，IR降小，充电时间短，有效扩散层很薄，易达到稳态，可在稳态条件下确定较快的化学反应速率常数。可对圆盘电极上的歧化催化反应加以研究，通过有关歧化催化反应的微分方程，得到了微圆盘电极的稳态电流表达式，利用推导出的表达式，可求歧化催化反应的动力学常数。
在光谱电化学中的应用
显微红外光谱电化学法由于使用微小工作电极，可以研究电极表面及其附近的特定微区，获得电极表面及其附近的特定微区以及低电导体系微观信息。由此可运用微电极红外光谱电化学和空间分辨红外光谱进行电化学研究。
在分析化学中的应用
微电极的各种特性都可体现出它在分析化学中的优势，在分析化学领域被广泛应用，如：可作为各种离子选择电极；可用作生物传感器；作为气体传感器，检测一氧化氮和二氧化氮；可用于临床分析活体测定血液中氧的含量；可用于检验食品新鲜程度；可用于环境分析中检测水中的重金属离子等。微电极上物质传输速率的加快、充电电流的减小都有助于提高法拉第电流和充电电流的比值，增大了信噪比，可显著提高分析的灵敏度。
