與器官移植
HLA的研究原初是在器官移植研究推動下開展起來的。
故此，HLA又稱移植抗原。臨床實踐表明，同種異體移植(除同卵雙生子外）的排斥應是成功率的最大障礙。在遺傳學中，MHC是作為一個單位孟德爾式傳遞的。因此，同胞之間可有HLA相同、半相同和不同3種情況。實踐證明，HLA相同的同胞供者的腎移植，90%以上效果良好；單體型不同的供者，效果明顯下降；兩單型皆不同者則很少存活。HLA本質和功能的揭示，為移植配型提供了重要的理論依據。可以說，器官移植是當代醫學一項重要成就。
作為某些疾病的遺傳標志
1972年Russel第一個報告銀屑病（牛皮癬）患者攜帶HLA-B13或HLA-B17。此后陸續發現大量其它疾病與特定的HLA相關，其中，HLA-B27抗原見于大約90%的強直性脊椎炎病人，以至使HLA分型具有了診斷價值，甚至，能較早地證實疾病亞型之間的臨床區別，例如，尋常銀屑病與HLA相關，而膿皰性銀屑病則不然；青少年性胰島素依賴型糖尿病與HLA-B8、HLA-Bw15和HLA-B18相關，而晚期發作型糖尿病并無這種相關。因此，特定類型的HLA便成為某些疾病的遺傳標志。例如，常染色體隱性遺傳的腎上腺皮質增生癥是由于21-羥化酶缺乏。應用HLA抗原多態性作群體關聯分析和家系連鎖分析，發現有兩個羥化酶位點（21-OHA和21-OHB）與HLA-B、DR緊密連鎖。依此，可用HLA作出產前診斷。在優生學中，可以根據現有資料，對某些疾病推算出孩子患病的相對風險率。另一方面，關于HLA與長壽的關系，亦形成一個研究熱點。
與法醫
HLA因其高度多態性而成為最能代表個體特異性并伴隨個體終身的穩定的遺傳標志，在無關個體之間HLA型別完全相同的幾率級低。法醫學通過HLA基因型或表型檢測進行個體識別以“驗明正身”，同時因其單倍型遺傳特征，也是親子鑒定的重要手段。
HLA高分辨型技術
隨著醫學的發展，像白血病、地中海貧血等能用最新的基因技術進行分型檢測，再尋找合適的供體進行移植治療。目前通過HLA高分辨分型的外周血干細胞移植技術能大大提高配型效果，使患者的康復更快，更有保證。
骨髓與器官移植是治療白血病、癌癥等人類重大疾病的有效手段，而在移植過程中人類白細胞抗原（HLA），是決定移植排斥反應高低的重要因素。在進行骨髓和其它器官移植時，供者和受者之間人類白細胞抗原（HLA）相容程度越高，排斥反應的發生率就越低，移植成功率和移植器官長期存活率就越高；反之，就越容易發生排斥反應。雖然直系親屬間HLA完全匹配的概率較高，但是由于中國白血病患者多為獨生子女，在骨髓庫中尋找與患者HLA完全匹配的志愿者，成為發現供者的主要途徑。
目前中國骨髓庫中的HLA分型數據多數是低分辨的，并不能確保供者和患者的HLA真正匹配，患者往往需要和多個低分辨匹配的志愿者進行高分辨復核才能找到真正合適的供者。有的患者與數十個低分辨匹配的志愿者進行復核后，發現他們均不是合適的供者，甚至有的患者只能在HLA部分匹配的情況下就進行骨髓移植，導致術后出現嚴重的排斥反應，需要服用大量藥物來維持生命。此外，高分辨率配型費用昂貴，如果捐髓者本人是中華骨髓庫的注冊志愿者，捐者和患者一次高配的費用是7200元（每人3600元），如果捐者不是注冊志愿者，費用則是10000元（每人5000元），如此高的檢測費用患者通常難以承受。因此，必須盡快實現“高分入庫”，從根本上降低檢測費用，提高HLA配型效率。
為改變目前落后的HLA匹配手段，目前通過高分辨分型的外周血干細胞移植技術能大大提高配型效果，使患者的康復更快，更有保證。該方法應用新一代的測序技術，只需通過一次實驗就能夠讀取數千份樣本的HLA序列數據，并一次性達到HLA分型的最高分辨率，同時還可發現新的等位基因。在檢測通量、數據質量、成本控制等方面都有質的飛躍。應用這種新技術進行高分辨配型，成本不到傳統技術的一半，但真正做到了“低分價格，高分數據”，能避免多次配型給患者造成的額外經濟負擔，也為治療爭取寶貴的時間。
最新HLA高分辨分型技術，使建立高分辨HLA數據庫成為可能，不僅有利于快速準確地找到合適供者，大大地提高骨髓庫的使用率，使其更好的服務于患者，而且可以為HLA的科學研究與技術創新提供基礎性的數據支持。