Các máy đo OSL có độ nhạy cao, phát hiện được liều chiếu thấp cỡ 1 mrem cho tia X và tia gamma với photon có năng lượng từ 5 keV đến trên 40 MeV. Mức đo liều tương đương của OSL đo liều cho tia X và tia gamma tối đa là 1000 rem.

Đối với hạt beta có năng lượng từ 150 keV đến trên 10 MeV, dải đo liều là từ 10 mrem đến 1000 rem. Bức xạ neutron với năng lượng 40 keV đến trên 35 MeV có dải đo liều là từ 20 mrem đến 25 rem.

Trong chẩn đoán y tế dự phòng thì độ nhạy cảm cao của máy đo OSL làm cho nó là lý tưởng cho việc giám sát liều chiếu cho nhân viên làm việc trong môi trường bức xạ, đặc biệt là người lao động mang thai.

OSL có ít nhất là hai ứng dụng quan trọng:

• Định tuổi OSL cho vật liệu cổ: Chủ yếu là các trầm tích địa chất, và các vật liệu đã nung đốt như gốm, gạch, v.v... trong khảo cổ học[3]. Nó thay thế hoặc bổ trợ cho định tuổi di chỉ, đặc biệt là khi tàn dư hữu cơ không đủ cho phép định tuổi bằng cacbon-14.
• Đo liều chiếu bức xạ tích lũy trong các mô của những người làm việc ở môi trường có chiếu xạ hay X-quang, như trong y tế chiếu xạ, trong nghiên cứu, xây dựng hay vận hành tại các cơ sở hạt nhân hoặc khu vực của thảm họa hạt nhân.