磁性分離方法基本只包括2個步驟：1. 用磁性納米粒子標記目標分子或細胞；2. 通過磁分離裝置分離出目標分子或細胞。利用磁性納米粒子分離的例子之一是把特異性與磁性納米粒子結合，可將磁性納米粒子連接在特定細胞上，外加磁場即可快速將結合磁性納米粒子的細胞分離或進行分析。這樣的方法特異性高、分離迅速、重現(xiàn)性好。又如，將葡萄糖-DEAE包裹在磁性納米粒子表面，利用帶正電荷的DEAE與帶負電荷的核酸之間的電荷吸附作用，通過離子交換，在細菌裂解上清中提純質粒。

用磁性納米粒子支持催化劑被廣泛用來改善催化不均一的問題。磁性分離使在液相反應中回收催化劑比用橫流式過濾和離心方法更容易，特別是催化劑在亞微米級范圍內(nèi)時。如此小并且可被磁性分離的催化劑兼具高分散性和反應性及易分離的優(yōu)點。在回收利用昂貴的催化劑或配體方面，用磁性納米粒子固定這些活性物質使得在準同質系統(tǒng)中分離催化劑變得簡單。 近年來出現(xiàn)的將催化位點移植到磁性納米粒子上進行不同類型的過渡金屬催化的反應包括碳-碳交聯(lián)反應、烯烴醛化反應、氫化作用、聚合反應等。已報道的磁性納米粒子支持的催化劑包括酶、水解酯的氨基酸、促進Knoevenagel反應和相關反應的有機胺催化劑等。

固相萃取（Solid-Phase Extraction）作為從樣品中分離和預濃縮目標成分受到很多關注。固相萃取是從環(huán)境樣品中檢測痕量污染物的常規(guī)方法。近來，納米級顆粒在樣品提取方面的應用獲得快速和長足的發(fā)展。固相萃取與傳統(tǒng)的樣品富集方法（如液相抽提）相比，是很好的替代方法。當從大體積樣品中分離和預濃縮目標成分時，使用標準純化柱的固相萃取方法非常費時。因而使用磁性或可磁化的吸附劑的磁性固相萃?。∕agnetic Solid-Phase Extractin,MSPE）越發(fā)重要。在這個過程中，在含有目標成分的溶液或懸浮液中加入磁性吸附劑。然后，利用合適的磁分離裝置，將吸附了目標成分的磁性吸附劑回收。

磁性納米粒子在體內(nèi)診斷方面的應用主要用于成像。由于成像在診斷上的發(fā)展，出現(xiàn)了一類新型-磁性。這些給服用后的主要用途是提高正常和患病組織的對比度（造影劑）和/或顯示功能或血流情況。超順磁氧化鐵納米粒子在體外和體內(nèi)細胞和分子成像中成為一類新的探針。在中使用超順磁顯影劑具有產(chǎn)生比順磁的顯影劑更強的質子弛豫的優(yōu)點。因而，需要注射到體內(nèi)的顯影劑劑量更少。然而，不便于進行原位監(jiān)測。