光电倍增管的应用领域非常广泛，主要分为以下十几种：
光谱学：紫外/可见/近红外分光光度计，原子吸收分光光度计，发光分光光度计，荧光分光光度计，拉曼分光光度计，其他液相或气相色谱如X 光衍射仪、X 光荧光分析和电子显微镜等。
质量光谱学与固体表面分析：固体表面分析，这种技术在半导体工业领域被用于半导体的检查中，如缺陷、表面分析、吸附等。电子、离子、X 射线一般采用电子倍增器或MCP 来测定。
环境监测：尘埃粒子计数器，浊度计，NOX 、SOX 检测。
生物技术：细胞分类计数和用于对细胞、化学物质进行解析的荧光计。
医疗应用：γ相机，正电子CT ，液体闪烁计数，血液、尿液检查，用同位素、酶、荧光、化学发光、生物发光物质等标定的抗原体的定量测定。其他如X 光时间计，用以保证胶片得到准确的曝光量。
射线测定：低水平的α射线，β射线和γ射线的检测。
资源调查：石油测井，用于判断油井周围的地层类型及密度。 工业计测：厚度计，半导体检查系统。
摄影印刷 ：彩色扫描，把彩色分解成三原色（红、绿、兰）和黑色，作为图象数据读出。 高能物理——加速器实验：辐射计数器，TOF 计数器，契伦柯夫计数器，热量计。 中微子、正电子衰变实验，宇宙线检测 ：中微子实验，空气浴计数器，天体X 线探测，恒星及星际尘埃散乱光的测定
激光：激光雷达，荧光寿命测定。
等离子体：等离子体探测，使用光电倍增管用来计测等离子中的杂质
在入射光强度过大或照射时间过长时，光电倍增管会出现光电流衰减、灵敏度骤降的疲劳现象，这是由于过大的光电流使电极升温而使光电发射材料蒸发过多所引起。在停歇一段时间后还可全部或部分得到恢复。光电倍增管由于疲劳效应而灵敏度逐步下降，称为老化，最后不能工作而损坏。过强的入射光会加速光电倍增管的老化损坏，因此，不能在工作状态下（光电倍增管加上高压时）打开光电直读光谱仪的外罩，在日光照射下，光电倍增管很快便损坏。
光电倍增管的应用领域非常广泛，主要分为以下十几种：
光谱学：紫外/可见/近红外分光光度计，原子吸收分光光度计，发光分光光度计，荧光分光光度计，拉曼分光光度计，其他液相或气相色谱如X 光衍射仪、X 光荧光分析和电子显微镜等。
质量光谱学与固体表面分析：固体表面分析，这种技术在半导体工业领域被用于半导体的检查中，如缺陷、表面分析、吸附等。电子、离子、X 射线一般采用电子倍增器或MCP 来测定。
环境监测：尘埃粒子计数器，浊度计，NOX 、SOX 检测。
生物技术：细胞分类计数和用于对细胞、化学物质进行解析的荧光计。
医疗应用：γ相机，正电子CT ，液体闪烁计数，血液、尿液检查，用同位素、酶、荧光、化学发光、生物发光物质等标定的抗原体的定量测定。其他如X 光时间计，用以保证胶片得到准确的曝光量。
射线测定：低水平的α射线，β射线和γ射线的检测。
资源调查：石油测井，用于判断油井周围的地层类型及密度。 工业计测：厚度计，半导体检查系统。
摄影印刷 ：彩色扫描，把彩色分解成三原色（红、绿、兰）和黑色，作为图象数据读出。 高能物理——加速器实验：辐射计数器，TOF 计数器，契伦柯夫计数器，热量计。 中微子、正电子衰变实验，宇宙线检测 ：中微子实验，空气浴计数器，天体X 线探测，恒星及星际尘埃散乱光的测定
激光：激光雷达，荧光寿命测定。
等离子体：等离子体探测，使用光电倍增管用来计测等离子中的杂质
在入射光强度过大或照射时间过长时，光电倍增管会出现光电流衰减、灵敏度骤降的疲劳现象，这是由于过大的光电流使电极升温而使光电发射材料蒸发过多所引起。在停歇一段时间后还可全部或部分得到恢复。光电倍增管由于疲劳效应而灵敏度逐步下降，称为老化，最后不能工作而损坏。过强的入射光会加速光电倍增管的老化损坏，因此，不能在工作状态下（光电倍增管加上高压时）打开光电直读光谱仪的外罩，在日光照射下，光电倍增管很快便损坏。