細菌變異的理論知識與技術在醫學微生物學、臨床醫學及預防醫學等方面已被廣泛應用。近幾十多年來，由分子遺傳學發展起來的遺傳工程更為人類控制遺傳特征，改造現有生物品系，生產新的生物制品開辟了前景。

　　一、在細菌分類上的應用

　　過去依靠細菌的形態、生化反應、抗原特異性、以及噬菌體分型等進行了細菌的分類。這些方法至今仍有實用價值。此外，還開展了細菌DNA分子中的G+C分類：即不同種的細菌基因型的差別程度可用細菌DNA分子中所含的鳥嘌呤和胞嘧啶在四種堿基意量中所占的成分比所反映。親緣關系密切，細菌DNA中G+C的含量(Mol%)相同或很接近;關系遠者則G+C量相差較大。除作G+C量測定外，還可以采用DNA分子雜交技術來比較兩種細菌的DNA鏈核苷酸序列間有無同源性。如果為同一種細菌則同源性雜交率可為100%。因此，根據細菌基因組的相對穩定性，可鑒定出細菌間的相互關系。

　　二、在診斷中的應用

　　在實驗診斷工作中，常遇到一些變異菌株、其形態、毒力、生化反應或抗原性都不典型，給細菌鑒定帶來困難。如在有些使用抗生素的患者體內可分離到L型細菌。從而必須了解L型細菌培養的特點以及如何使其返祖而恢復其典型形態與菌落，作出正確的診斷。

　　三、在預防中的應用

　　減毒活疫苗有較好的預防效果。減毒活菌苗可以從自然界分離獲得，也可用人工方法選擇改變毒力的變異株。目前應用的減毒活菌苗如卡介苗是十分成功的例子，此外還獲得了預防鼠疫和布氏菌的活菌苗。

　　四、在治療中的應用

　　抗生素的生產中常用紫外線照射以促突變，從而獲得產生抗生素量高的菌種。耐藥性菌株的出現是臨床上存在的大問題。通過了解產生耐藥性的原理，可采取有針對性的措施。臨床上強調對細菌做抗生素敏感試驗，從而選用敏感藥物有效地治療，可避免在使用抗生素中提供選擇耐藥性突變株的條件。

　　五、檢查致癌物質的作用

　　正常細胞發生遺傳信息的改變可致腫瘤。因此導致突變的條件因素均被認為是可疑的致癌因素。目前已被采用的Ames試驗是以細菌作為誘變對象，以待測的化學因子作為誘變劑，將待測的化學物質作用于鼠傷寒沙門氏桿菌的組氨酸營養缺陷型細菌后，將此菌接種于無組氨酸的培養基中。如果該化學物質有促變作用，則有少數細菌可回復突變而獲得在無組氨酸培養基上生長的能力。這種以該菌株的回復突變作為檢測致癌因子指標的方法比較簡便，可供參考。

　　六、在遺傳工程方面的應用

　　遺傳工程的目的是人工對所需的目的基因進行分離剪裁，然后將目的基因與載體結合后，導入宿主細胞或細菌進行擴增獲得大量的目的基因，或通過宿主表達獲得所需的基因產物。質粒與噬菌體都是較理想的基因載體。通過將重組的基因(指目的基因通過限制性內切酶切割成互相能連接的末端與載體基因連接成重組基因)轉化細菌(宿主)，可以轉入受體菌，通過篩選而獲得克隆。質粒因具有耐藥性標準，作為載體進行篩選大為方便。噬菌體則可利用其溶解細菌后在固體平板培養基中形成的噬菌斑予以克隆化。通過這些載體的利用，重組基因中的目的基因可被轉入宿主細菌進行基因產物的表達，從而獲得用一般方法難以獲得的產品，如胰鳥素、生長激素、干擾素等。遺傳工程技術還可應用于生產具有抗原性的無毒性的疫苗，這是預防傳染病的一種新的途徑。