Os tubos de ensaio são utilizados para efetuar reações, a frio ou a quente, de pequenas quantidades de líquidos ou sólidos. O tubo de ensaio, devido à sua forma longa e estreita, permite a condensação de vapores durante o aquecimento de líquidos ou durante uma reação química. O aquecimento deve ser feito cuidadosamente, movendo e sacudindo o tubo de modo a que nunca ocorram ebulições turbulentas. Em Biologia e em Bioquímica, os tubos de ensaio também são bastante utilizados para a recolha de amostras e manipulação de microrganismos em laboratório.

Os tubos de ensaio de vidro apresentam resistência a produtos químicos corrosivos e ao calor (aquecimento à chama da lamparina de álcool ou do bico de Bunsen). Em Biologia, os tubos de ensaio mais utilizados são de plástico visto que há necessidade de serem descartáveis em determinadas experiências.