用作高分辨率光譜儀。法布里-珀羅干涉儀等多光束干涉儀具有很尖銳的干涉極大，因而有極高的光譜分辨率，常用作光譜的精細結構和超精細結構分析。
歷史上的作用。19世紀的波動論者認為光波或電磁波必須在彈性介質中才得以傳播，這種假想的彈性介質稱為以太。人們做了一系列實驗來驗證以太的存在并探求其屬性。以干涉原理為基礎的實驗最為精確，其中最有名的是菲佐實驗和邁克耳孫-莫雷實驗。1851年，A.H.L.菲佐用特別設計的干涉儀做了關于運動介質中的光速的實驗，以驗明運動介質是否曳引以太。1887年，A.A.邁克耳孫和E.W.莫雷合作利用邁克耳孫干涉儀試圖檢測地球相對絕對靜止的以太的運動。對以太的研究為A.愛因斯坦的狹義相對論提供了佐證。