Выделение протопластов широко используется в исследованиях клеток и генной инженерии. Жизнеспособные протопласты получают, в частности, в результате обработки клеток специальными ферментами, разрушающими клеточную оболочку.
Это позволяет путём химических и механических методов выделять и исследовать структурные компоненты и даже отдельные молекулы, вносить изменения в генетическую структуру и так далее. Протопласты могут регенерировать клеточную оболочку, что используется, в частности, для получения полноценных генетически измененных клеток.
После слияния (соматической гибридизации) протопласты образуют целые живые организмы — регенеранты. Таким путём могут быть получены соматические гибриды растений.