細胞標記是目前量子點應用zui廣泛的研究領域，量子點對活體細胞的標記主要有兩種方法：（1）通過受體介導的細胞膜內吞作用將QDs轉入到細胞質中從而實現對細胞的標記。將（CdSe）ZnS通過巰基乙酸與轉鐵蛋白共價交聯，然后在受體介導下通過內吞作用將QDs轉運進HeLa細胞中，不僅實現了對細胞的標記，而且還證明連接了量子點的轉鐵蛋白仍然具有活性。通過內吞作用將QDs引入T-淋巴細胞，應用QDs作為熒光探針觀察小鼠的淋巴細胞成像，試驗結果證明，量子點標記物很穩定并且不影響細胞活動和功能，可以在一周內追蹤活體內的淋巴細胞；（2）通過細胞表面蛋白質的特異性結合來標記細胞。通過偶聯了抗體的QDs標記血紅細胞膜上的Band3蛋白，觀察到Band3蛋白在細胞膜上的分布及血紅細胞在受到瘧原蟲侵襲時細胞膜的變化。此外，通過標記的量子點并從正常淋巴細胞中分離出白血病細胞，其結果優于商業化FITC–lectin。

2、DNA標記和編碼

將QDs裝入內部鏤空的磷脂高分子小球，然后進行PEG-PE表面改性并偶聯寡聚核苷酸，通過堿基配對從而實現了對體內或體外特異性DNA的標記。用特別的方法制作了一個直徑為1.2微米、內部鏤空的高分子小球，球內放入了大小不同的（CdSe）ZnS量子點，從而形成具有不同光譜特征和亮度特征的可標記到生物大分子的微球。根據理論計算，使用10種不同發光強度和6種顏色的量子點就可對100萬個不同的DNA進行編碼。然而，實際應用中只需要5-6種顏色和6種發光強度的量子點就可給出10000-40000個可識別的編碼。根據完成的人類基因組測序草圖，人類具有的基因不超過40000個，該技術可對所有這些基因進行編碼，這正是傳統熒光染料*的新技術的意義所在。他們在實驗中利用這些微球在混合的DNA試樣中進行檢測，準備了3種顏色的微球，并將它們連接到遺傳物質的條帶上，每種顏色對應一個特殊的DNA序列。這些序列作為探針用于檢測DNA混合物中相對應的遺傳物質，取得了初步的成功。2005年通過多顏色量子點標記DNA末端用來檢測單鏈DNA分子，為蛋白質-DNA相互作用及核酸檢測研究提取了一個新的借鑒方法。