目前純水主要應用在兩大領域：
一、生命科學應用領域二、分析和常規應用領域
生命科學應用方面，主要有：細菌細胞培養，臨床生物化學，電泳，電生理學，酶聯免疫吸附分析，內毒素分析，組織學，水栽培，細胞免疫化學，哺乳動物細胞培養，介質制備，微生物分析，分子生物學，單克隆抗體研究，植物組織培養，放射性免疫分析等等。
分析和常規應用方面，主要有：蒸餾水器供水，蒸汽發生器，玻璃器皿清洗，樣本稀釋和試劑制備，超純水系統供水，固相萃取，普通化學，電化學，分光光度計，TOC分析，水質分析，離子色譜，火焰法原子吸收（Flame-AAS），石墨爐原子吸收（GF-AAS），液相色譜（HPLC），液質聯用（HPLC-MS），電耦合等離子光譜儀（ICP-AES），等離子質譜（ICP-MS），痕量金屬檢測，氣質聯用（GC-MS）等等.
對水的純度要求高的幾個主要應用：
電泳：電泳用水重要的要求是生物活性物質諸如內毒素（通常小于0.05EU/ml），核糖核酸酶和蛋白酶（不可測定）的去除。好用電阻率18.2 MΩ-cm，TOC<10ppb，0.1μm或更小孔徑的微濾以及細菌含量低于1CFU/ml的超純水作為供水。
內毒素分析：從分離到細胞培養的各種應用領域用水都要求規定內毒素指標，內毒素大指標范圍從0.25IU/ml到0.03IU/ml。對內毒素分析，適用少內毒素的超純水，通常是0.05IU/ml或更小。超濾是制造少內毒素超純水的必須手段（上通常使用MWCO為5000道爾頓的超濾膜），而且可以結合UV等進行光氧化。
石磨爐原子吸收光譜：GF-AAS與其他原子吸收光譜測定的不同之處是，其火焰爐被電子發熱石墨管或棒替代，能在元素分析中達到很高的靈敏度。GF-AAS要求*純水系統，提供ppt級的雜質水平，18.2 MΩ-cm的電阻率和低TOC水平。內置監測儀提供純度保證，終的水質指標是由良好的預處理系統，加上連續循環流路和純水的超純化而實現。
電感耦合等離子光譜儀：在ICP-AES應用中，對不同元素的靈敏度明顯不同，但金屬、過渡金屬、磷和硫檢測下限都在ppb范圍內。ICP-AES對水的純度要求相當嚴格，電阻率大于18 MΩ-cm的超純水是必須的，TOC的要求一般不太重要，前處理要求反滲透或離子交換。
等離子質譜：ICP-MS可被用于測定在ppt水平的元素。對這種靈敏的ICP-MS分析工作，水的純度要求非常嚴格，要求水中雜質在ppt水平，電阻率18.2 MΩ-cm和較低的TOC。終的水質指標是由良好的預處理系統，加上連續循環流路和純水的超純化而實現。
質譜分析：質譜能對混合物進行痕量分析，由于其高靈敏度，要求高純度的用水。所有的樣本制備和前處理，例如固相萃取都需要超純水。要求水中雜質在ppt水平，進行有機物分析時要求電阻率18.2 MΩ-cm，非常低的TOC，一般指標小于3ppb。
痕量金屬檢測：先進的現代分析儀器不斷提升分析的靈敏度。痕量元素現在通過使用諸如ICP-MS技術，可測定在ppt和亞ppt水平的物質。痕量分析工作需要不含可測定成分的純水，并且水質要求適用于嚴格靈敏的ICP-MS工作。因此，試劑，標準樣稀釋和樣本制備均需要純度高的超純水，甚至需要在無塵室中操作。
隨著科技的發展，越來越多的應用開始要求使用純度高的超純水。
