CY系列花菁染料大多属于近红外荧光染料它们的吸收和发射光谱区位于550-1200nm处,在这个光谱区域，玻璃、聚丙烯酰胺凝胶基质和生物化学杂质的荧光背景都很弱，信噪比很高，而且它们有着很高的摩尔吸光系数和良好的荧光特性，因此荧光检测的灵敏度很高。
分子传感：构建荧光探针，需要设计功能化的荧光染料使其能够指示特定的目标物质。其中，用识别基团修饰是花菁染料功能化的一个直接有效的方式。不同的修饰基团也赋予了花菁染料各式各样的功能。 常见的识别基团包括金属识别基团，小分子识别基团和大分子识别基团等。这些具有特异性识别功能的花菩荧光探针在水质检测、气体检测以及生物体内的离子、代谢产物甚至多糖、蛋白检测中发挥着重要作用。
金属离子检测： 将荧光核与络合基团相连，此时荧光核的荧光一般处于猝灭状态；当络合基团与特定金属离子结合以后，探针的颜色、 荧光或还原电位会产生改变，从而对金属离子进行检测。
生物小分子检测：具有小分子识别基团的花菁染料，它们的荧光性质会在结合小分子后发生巨大改变， 从而实现小分子检测。
生物大分子检测：花菁染料的酶活性探针包含了近红外花菁荧光核，
猝灭基团以及酶可断裂的链接基团，由于猝灭基团与荧光核之间的荧光共振能量转移(FRET)效应，该类探针起初无荧光。当特定酶切断链接基团后，猝灭基团的释放导致荧光的恢复。
细胞标记
对细胞膜、细胞核、线粒体及溶酶体等亚细胞器的精准标记有助于从微观尺度认识生命过程， 了解细胞状态
活体成像
近红外光具有较强的组织穿透能力，因而近红外染料成像在活体诊断领域应用广泛。花菁染料(Cy5及Cy7)的吸收和发射可达近红外区， 因此可以用于活体荧光成像及光声成像。
光动力等：花菁染料不但具有近红外的吸收及发射，在光照下还可以产生ROS或热量杀伤细胞，因此在光动力诊疗递送领域有着潜在应用。
