自從1962年科學家們首先在水母體內發現綠色熒光蛋白（GFP）以來，這種神奇的蛋白質技術獲得飛速地發展，成為了生物學功能研究的重要工具之一。除了水母中的綠色熒光蛋白，研究人員還從其他的動物體內分離獲得了多種GFP樣的熒光蛋白。在過去的十年里各種不同光譜的熒光蛋白不斷地被發現，受到啟發的研究人員一直期待著開發出一種工具能夠對生物功能進行直接的顯像研究。

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單體熒光蛋白
目前單體熒光蛋白被廣泛應用于確定蛋白質定位和豐度，進而追蹤細胞過程例如膜脂形成、細胞形狀改變和組裝和移動。此外，還可用作單鏈的成分或作為熒光共振能量轉移（FRET）的供受體以及作為單細胞的填充物。

復合熒光蛋白
某些復合熒光蛋白比同樣顏色的單體熒光蛋白要明亮得多，因而可用于報告基因表達和標記細胞，常被優先用于優化信噪比。主要應用是填充和追蹤細胞。2007年科學家們利用多個復合和單體熒光蛋白“標記”了小鼠大腦中上百個細胞，一個個拖著長長神經纖維的神經細胞就像一個個五顏六色的風箏，整齊排布或者彼此相交。科學家們將小鼠命名為“Brainbow”（彩虹）小鼠。

可逆開關型熒光蛋白
某些熒光蛋白在光照下發光基團的構象會發生改變，自發逆轉導致熒光亮度增高或降低，在某些情況下，當一種特殊的吸收峰形成時，新波長的光可加速這種逆轉。這些蛋白常被作為探針用于基于單分子的超分辨顯微檢測中。

不可逆開關型熒光蛋白
某些熒光蛋白在光照下可發生結構的共價改變，從而在特異的波長下發光。其主要應用包括連接性追蹤、蛋白擴散和超分辨顯微檢測

多成分感受器
不同于單一感受器用于檢測蛋白質定位或豐度，復雜的報告系統是利用各種顏色的熒光蛋白同時標記多種蛋白質構建形成。例如日本RIKEN腦研究的科學家，利用熒光泛素化為基礎的細胞周期指示劑和雙色熒光探針，可以進行活體細胞周期定位分析，稱為Fucci。此外還有一種特異的RNA標記物能夠同時招募微弱互補的熒光片段與序列特異性的RNA結合蛋白相融合。這些自發互補的GFP片段在不同的細胞表達從而揭示細胞與細胞間的相互作用。

生色團調控感受器
在生色團調控感受器中，非共價鍵結構改變可影響單個熒光蛋白域的熒光性。而pH和氧化還原感受器，則是通過發光團或熒光蛋白β-桶裝區的氨基酸進行傳感。其他的感受器則是依靠從傳感區到融合熒光蛋白區的構象改變進行傳遞。在大多數情況下，熒光改變都是由于發光團質子效應改變所致。例如lumenal pHluorin感受器可用于分析突觸小泡的胞吐作用。

FRET感受器
適用于各種信號和蛋白的FRET熒光蛋白感受器常被設計用于檢測信號誘導構象改變，這些構象改變可以影響熒光蛋白間的熒光共振能量轉移。例如磷酸化可以改變融合在末端的熒光蛋白的距離或定向，從而改變熒光共振能量轉移。此外兩種蛋白還可以信號依賴的方式相互作用，從而使得融合熒光蛋白間的熒光共振能量轉移增強。這些設計適用于各種信號，例如用于檢測激酶活性、組蛋白甲基化以及細胞內Ca2+和*。來源：生物通