同步辐射光源的应用主要集中在以下几个领域：
1. 基础研究和应用研究领域：同步辐射光源在物理、化学、材料科学、生命科学、信息科学、药学、环保、医学等领域都有广泛的应用。
2. X射线成像、结构分析、光谱学等领域：同步辐射光源可以应用于探索物质的微观结构和性质，例如，利用上海同步辐射光源的高亮度、能量可选的同步辐射光，可以大大提高对生命体内结构与形态的观察精度，通过同步辐射X光显微成像和断层扫描成像技术能够直接获取活细胞结构图像。
3. 光电子学、光刻技术等领域：同步辐射光源也可以应用于制造高精度的电子器件和芯片。
4. 生物医学成像、环境监测等领域：同步辐射光源在生物医学成像、环境监测等领域也有广泛的应用。
5. 光学通信、信息处理、光谱学等领域：同步辐射光源可以实现光学干涉、光学滤波、光学信号处理等功能。
此外，同步辐射光源还可以用于测定蛋白质分子三维结构，破解其结构与功能的关系，将生命科学研究带入一个崭新的时代。