تطبيقات الكيمياء الضوئية في علوم الفلك وعلم الفيزياء تشمل:
1- دراسة الطيف: حيث يتم استخدام الكيمياء الضوئية لتحليل الأطياف الضوئية التي تنتج من الأجرام السماوية مثل النجوم والكواكب والمذنبات. ويمكن من خلال دراسة الأطياف الضوئية تحديد العناصر الكيميائية الموجودة في هذه الأجرام وملامح الظروف الفيزيائية التي يمكن العثور عليها في هذه الأجرام.
2- دراسة الاحتباس الحراري للغلاف الجوي: حيث يتم استخدام الكيمياء الضوئية لدراسة الغلاف الجوي للكواكب والنجوم لتحديد كيفية تفاعل المركبات الكيميائية فيها في ظل ظروف مختلفة من الضغط ودرجات الحرارة.
3- تحليل الأطياف الكيميائية: حيث يتم استخدام الكيمياء الضوئية لتحليل الأصباغ الكيميائية وتحديد العناصر والتركيبات والتراكيز المختلفة في المواد الطبيعية والعضوية.
4- التصوير الطبي: حيث يمكن استخدام تقنيات الكيمياء الضوئية لعرض صور طبية وتحليل الأنسجة الحية.
5- تصميم العقاقير: حيث يمكن استخدام الكيمياء الضوئية لتصنيع واختبار عقاقير جديدة ومركبات طبية لعلاج الأمراض المختلفة.