IHC là kỹ thuật tốt để xác định một protein có mặt trên mẫu mô xét nghiệm hay không. Đây cũng là một phương pháp hữu ích để xét nghiệm các mô. Nó được sử dụng rộng rãi trong chuyên ngành thần kinh, các nhà khoa học có thể xét nghiệm các protein biểu hiện trên những cấu trúc não đặc hiệu. Bất lợi lớn nhất là, không giống như kỹ thuật immunoblotting thực hiện nhuôm kiểm tra thang trọng lượng phân tử, nên trên IHC không thể nhuộm protein tương ứng.   Do đó, kháng thể ban đầu cần được xác định chính xác trong kỹ thuật  Western Blot hoặc các kỹ thuật tương tự. Kỹ thuật này cũng được sử dụng rộng rãi trong  sinh thiết trong phẫu thuật  giúp xác định tuýp miễn dịch của khối u (ví dụ có sự khác nhau khi nhuộm ecadherin giữa carcinoma ống tuyến (DCIS): cho kết quả dương tính và carcinoma thùy tuyến cho kết quả âm tính)[5]). Gần đây, hóa mô miễn dịch được ứng dụng nhiều trong chẩn đoán phân biệt các loại carcinoma tuyến nước bọt và đầu cổ.[6]

Các dấu ấn IHC sử dụng trong sinh thiết phẫu thuật rất đa dạng. Nhiều bệnh viện lớn sử dụng đến hơn 200 loại kháng thể trong chẩn đoán, tiên lượng và dự đoán dấu ấn sinh học. Một số loại dấu ấn thường dùng bao gồm:

BrdU: xác định các khối u cũng như trong nghiên cứu chuyên ngành thần kinh.[7]

Cytokeratins: phát hiện carcunoma nhưng cũng có thể phát hiện một số sarcoma.[8]

CD15 and CD30: dùng cho Hodgkin's disease

Alpha fetoprotein: dùng cho u tế bào mầm và carcinoma tế bào gan

CD117 (KIT): dùng cho GIST và u tế bào mast

CD10 (CALLA): carcinoma tế bào thận và bệnh bạch cầu cấp

Prostate specific antigen (PSA): ung thư tiền liệt tuyến

Nhuộm estrogens và progesterone receptor (ER & PR) được dùng để chẩn đoán (các khối u vú và u sinh dục) acũnngg như tiên lượng ung thư vú và dự đoán đáp ứng điều trị (thụ thể estrogen)

Xác định B-cell lymphomas dùng CD20

Xác định T-cell lymphomas dùng CD3