手套箱是一种特殊的实验与生产设备，能够广泛应用于那些需要在无水、无氧、无尘的超纯环境下进行的科学研究与工业生产活动。

例如在锂离子电池及材料的研发过程中，哪怕是微量的水分与氧气，都可能对电池的性能产生极为显著的影响，而手套箱所提供的纯净环境则能有效避免此类不利因素的干扰，确保电池材料的稳定性与可靠性，进而提升电池的整体性能与使用寿命。

在半导体行业，细微的杂质都可能导致芯片出现缺陷，手套箱所营造的超净环境为半导体材料的制备、加工与检测等环节提供了坚实保障，助力半导体产业朝着更高精度、更高性能的方向发展。

材料研究

锂离子电池材料：在锂离子电池的正极材料(如磷酸铁锂、三元材料等)和负极材料(如石墨、硅基材料等)的研究中，手套箱是必不可少的。因为这些材料往往对空气中的水分、氧气等成分敏感。例如，锂金属负极在空气中极易与氧气和水反应，会氧化生成锂的氧化物，从而失去其优良的电化学性能。手套箱可以提供惰性气体(如氩气、氮气)环境，防止材料与空气接触，确保材料的纯度和性能稳定，方便研究人员进行材料的合成、表征和电化学性能测试等操作。

半导体材料：一些半导体材料(如有机半导体、低维半导体材料等)的制备和研究也需要手套箱。这些材料可能在空气环境下会受到杂质污染或者发生化学反应，影响其半导体特性。在手套箱中，研究人员可以在高纯度的惰性气体保护下进行材料的生长、掺杂等工艺操作，以保证材料质量。

化学反应研究

有机合成反应：对于一些特殊的有机合成反应，尤其是那些对氧气、水分敏感的反应，手套箱提供了理想的反应环境。例如，一些有机金属化合物的合成，像格氏试剂(RMgX)的制备，它极易与空气中的水分反应而失效。在手套箱中，可以严格控制反应环境，避免杂质干扰，提高反应的选择性和产率。

无机化学反应：在一些无机化学反应中，如制备一些特殊的金属氢化物或者在特定气氛下进行金属氧化物的还原反应等，手套箱能够提供稳定的气体氛围，使反应按照预期的条件进行。

生物化学研究

蛋白质结晶：蛋白质结晶是研究蛋白质结构的重要手段。在结晶过程中，蛋白质溶液需要在特定的环境条件下进行缓慢的结晶。手套箱可以控制结晶环境的湿度、温度和气体成分，防止外界杂质对蛋白质结晶过程的干扰，从而获得高质量的蛋白质晶体，为后续的X - 射线衍射等结构分析提供良好的样品。