蛋白質芯片技術在醫學領域中有著潛在的廣闊應用前景。蛋白質芯片能夠同時檢測生物樣品中與某種疾病或者環境因素損傷可能相關的全部蛋白質的含量情況，即表型指紋（phenomic fingerprint）。表型指紋對監測疾病的過程或預測，判斷治療的效果也具有重要意義。Ciphelxen Biosystems公司利用蛋白質芯片檢測了來自健康人和前列腺癌患者的血清樣品，在短短的三天之內發現了6種潛在的前列腺癌的生物學標記。Englert將抗體點在片基上，月它檢測正常組織和腫瘤之間蛋白質表達的差異，發現有些蛋白質的表達，如前列腺組織特異抗原，明膠酶 蛋白在腫瘤的發生發展中起著重要的作用，這給腫瘤的診斷和治療帶來了新途徑。應用蛋白質芯片在臨床上還發現乳腺癌患者中的28.3KD的蛋白質；存在于結腸癌及其癌前病變患者的血清13.8KD的特異相關蛋白質。