辉光放电的主要应用是利用其发光效应（如霓虹灯、日光灯）以及正常辉光放电的稳压效应（如氖稳压管）。 利用辉光放电的正柱区产生激光的特性，制做氦氖激光器。
近年来，辉光放电在污水处理、灭菌消毒、聚合物材料表面改性、分析仪器离子源等方面也多有应用。
由于其特点，辉光发电应用于发射光谱分析，用作气体分析和难激发元素分析的激发光源。在玻璃管两端各接一平板电极，充入惰性气体，加数百伏直流电压，管内便产生辉光放电，其电流为10-4～10-2A。放电形式与气体性质、压力、放电管尺寸、电极材料、形状和距离有关。利用其在发射光谱中的应用，可以检测铅的浓度等。
