NV色心在雷射（如532nm）的泵浦下表現出較強的螢光，並在室溫下可觀測到其零聲子線。由於NV的螢光非常穩定，是一種良好的單光子源，被用於量子密鑰分配、生物螢光標記等實驗。NV色心的自旋可通過雷射和微波實現操作和探測。另外由於NV的電子自旋相干時間可達毫秒量級，它被認為是一種十分具有潛力的量子計算機系統。利用NV的量子暫存器、量子糾錯等實驗被驗證。同時NV也可作為納米尺寸的感測器，用於磁場、電場、溫度等物理量的測量。國際上利用NV實現了
的有機材料的核磁共振信號的測量，同時也實現了生物細胞內溫度的測量。得益於金剛石的光學微納加工工藝的日益完善，以金剛石為基礎的集成光學在NV色心的幫助下也正快速的發展著。而以化學氣相沉積製備的金剛石樣品的品質越來越高，加之NV色心可通過離子束注入的靈活性，NV色心在將來必將得到越來越廣泛的套用與關注。
