En SNP-array är ett användbart verktyg för att studera små variationer mellan hela genomer. De viktigaste kliniska tillämpningarna av SNP-arrayer är för att fastställa känslighet för sjukdomar och för att mäta effekten av läkemedelsterapier som utformats specifikt för enskilda individer. Inom forskningen används SNP-arrayer oftast för genomomfattande associationsstudier. Varje individ har många SNP:er. SNP-baserad genetisk kopplingsanalys kan användas för att kartlägga sjukdomsloci och fastställa gener för sjukdomskänslighet hos enskilda individer. Kombinationen av SNP-kartor och SNP-arrayer med hög densitet gör det möjligt att använda SNP:er som markörer för genetiska sjukdomar med komplexa egenskaper. Till exempel har man i genomomfattande associationsstudier identifierat SNP:er som är förknippade med sjukdomar som reumatoid artrit, prostatacancer, En SNP-array kan också användas för att generera en virtuell karyotyp med hjälp av programvara för att bestämma antalet kopior av varje SNP på arrayen och sedan anpassa SNP:erna i kromosomal ordning.
SNP:er kan också användas för att studera genetiska abnormiteter i cancer. SNP-arrayer kan till exempel användas för att studera förlust av heterozygositet (LOH). LOH uppstår när en allel i en gen muteras på ett skadligt sätt och den normalt fungerande allelen går förlorad. LOH är vanligt förekommande vid onkogenes. Till exempel bidrar tumörsuppressorgener till att förhindra att cancer utvecklas. Om en person har en muterad och dysfunktionell kopia av en tumörsuppressorgen och hans andra, funktionella kopia av genen skadas, kan personen bli mer benägen att utveckla cancer.
Andra chipbaserade metoder, t.ex. komparativ genomisk hybridisering, kan upptäcka genomiska vinster eller deletioner som leder till LOH. SNP-arrayer har dock ytterligare en fördel, nämligen att de kan upptäcka kopieringsneutral LOH (även kallad uniparental disomi eller genkonvertering). Kopinneutral LOH är en form av allelisk obalans. Vid kopieringsneutral LOH saknas en allel eller en hel kromosom från en förälder. Detta problem leder till duplicering av den andra föräldraallelen. Kopieringsneutral LOH kan vara patologisk. Säg till exempel att moderns allel är av vildtyp och fullt funktionell och att faderns allel är muterad. Om moderns allel saknas och barnet har två kopior av faderns muterade allel kan sjukdom uppstå.
Snp-arrayer med hög densitet hjälper forskare att identifiera mönster av allelisk obalans. Dessa studier har potentiella prognostiska och diagnostiska användningsområden. Eftersom LOH är så vanligt förekommande i många mänskliga cancerformer har SNP arrays stor potential för cancerdiagnostik. Nyligen genomförda SNP-arraystudier har till exempel visat att solida tumörer som magsäckscancer och levercancer uppvisar LOH, liksom icke-solida maligniteter som hematologiska maligniteter, ALL, MDS, CML och andra. Dessa studier kan ge insikter om hur dessa sjukdomar utvecklas, liksom information om hur man kan skapa terapier för dem.
Förädling av ett antal djur- och växtarter har revolutionerats av framväxten av SNP-arrayer. Metoden bygger på en förutsägelse av genetiska meriter genom att införliva relationer mellan individer baserat på SNP array-data. Denna process är känd som genomiskt urval.