Zastosowanie GFP znajduje zastosowanie w biologii molekularnej komórki. Jego łatwa wizualizacja i brak toksyczności wobec organizmów żywych sprawia, że znakomicie sprawdza się jako cząsteczka reporterowa, służąca do badania np. aktywności promotorów lub wydajności transfekcji komórek.
Białko zielonej fluorescencji wraz z akworyną zostały wykorzystane w badaniu mózgu muszki owocowej do wizualizacji jej komórek nerwowych oraz do obserwacji regulacji neuronów.
Poza tym metodami inżynierii genetycznej można tworzyć białka fuzyjne złożone z GFP i badanego białka, co pozwala na uwidocznienie lokalizacji tego białka w komórce lub zmiany tej lokalizacji pod wpływem różnych czynników.
Modyfikacje Wkrótce po odkryciu białko GFP zostało zmodyfikowane na wiele sposobów, głównie poprzez wprowadzanie przypadkowych mutacji, co ułatwiło i rozszerzyło jego wykorzystanie.
Zwiększono wydajność jego fluorescencji, a powstałe białko nazwano EGFP (ang. enhanced green fluorescent protein – białko wzmocnionej zielonej fluorescencji).