人工气候箱可以精准调控温度、光照强度、光照周期、湿度、CO₂浓度，模拟不同地域、季节、逆境胁迫环境，摆脱自然环境波动干扰，实现植物生长全过程可控，广泛用于种质资源保存、育种筛选、生理生化研究、逆境生物学、育苗组培等植物科研与生产领域。
1. 植物组培与无菌苗培育
组培苗对温湿度、光照极其敏感，自然环境易出现污染、徒长、褐化。人工气候箱提供稳定无菌密闭环境，设置适宜昼夜温度、光照时长与湿度，保障愈伤组织分化、芽苗增殖、生根培养。可统一多批次组培苗生长条件，减少环境差异带来的实验误差，是离体培养、无菌实生苗繁育的基础设备。
2. 种质资源保存与种子萌发试验
种子发芽测试：按照国标种子检验要求，设置不同温度梯度、湿度，测定发芽率、发芽势、发芽周期，评价种子活力，用于种子质量检测、休眠机制研究。可做变温萌发，模拟昼夜温差，打破种子生理休眠。
种质短期保存：低温低湿模式下，延缓种子、离体材料衰老，维持种质活性，适合小规模种质材料短期保存。
3. 作物育种与品种筛选
育种工作需要大量植株表型对比，大田环境受风雨、季节、病虫害干扰大。人工气候箱可同时多箱体设置不同气候方案，批量培育不同基因型植株。
开展苗期快速筛选，在幼苗阶段就鉴定株高、根长、生物量等性状；
加速育种世代，通过调控光周期、温度缩短作物生育周期，实现加代繁育，加快育种进度；
对比不同品种对环境的适应性，筛选抗寒、耐热、耐涝的优良品系。
4. 植物逆境胁迫研究
人工气候箱可以人为构建胁迫环境，开展抗逆机理研究，是植物抗逆科研的主要手段。
温度胁迫：低温冷冻、冷驯化、高温热胁迫，研究植物抗寒耐热机制，测定抗氧化酶、脯氨酸、可溶性糖等生理指标；
干旱胁迫：调控箱内相对湿度，结合控水，模拟干旱环境，观测气孔、萎蔫、光合系统变化；
光胁迫：改变光照强度、光质、光周期，研究强光抑制、弱光适应、光周期开花调控；
高 CO₂处理：带 CO₂控制功能的机型，模拟未来大气 CO₂浓度，研究植物光合作用、生物量积累响应；
盐胁迫、重金属胁迫多与基质处理配合，气候箱提供稳定环境排除气候干扰。
5. 植物生理与光合生长研究
用于探究温度、光照、湿度如何调控植物生长发育。研究开花诱导、花芽分化、叶片衰老、昼夜节律。统一环境条件，保证光合速率、叶绿素、蒸腾速率等测定数据可重复。
例如研究光周期对开花的影响，精准设置长短日照，区分长日照、短日照植物开花响应；研究昼夜温差对植株干物质积累的影响。
