Thư viện genomic DNA có các ứng dụng trong phạm vi rộng để lập bản đồ vật lý của DNA và xác định các gen gây bệnh hoặc các chuỗi DNA quan tâm cho những phân tích xa hơn nữa.
Sản xuất ra các dòng mang các đoạn chèn DNA khác nhau nhưng gối chồng lên nhau có nhiều thuận lợi và thư viện có thểđược sử dụng trong quá trình chromosome walking. Phương thức này cho phép xúc tiến từđiểm khởi đầu trên nhiễm sắc thể (ví dụ: gen chỉ thị liên kết với bệnh) tới locus không xác định ở gần đó (ví dụ: gen gây ra chính bệnh đó) bằng cách tiến hành các chu kỳ lặp lại của tạo dòng, mô tả đặc điểm và lai phân tử bằng cách dùng các dòng như là mẫu dò để xác định các dòng xa hơn với thư viện mang chuỗi gần kề từ DNA gốc. Chromosome walking thường được thực hiện với thư viện của cosmid, l hoặc YAC.
Chromosome walking cũng cho phép xây dựng một cấu trúc “clone contig” (một chuỗi tuần tự các dòng DNA gối chồng lên nhau cùng với sự hiện diện của vùng liền kề của genomic DNA). Cấu trúc clone contig thường tạo thành một phần cần thiết của việc phân tích các chuỗi DNA được tạo ra trong suốt quá trình xây dựng bản đồ vật lý của DNA và xác định các gen gây bệnh bằng tạo dòng vị trí (positional cloning). Cấu trúc clone contig được xây dựng bằng các vector khác nhau, bao gồm l , BAC, YAC…
Xác định gen gây xơ nang đã minh họa cho việc sử dụng thư viện genomic DNA để xác định bằng cách tạo dòng vị trí. Các thư viện genomic DNA cũng hữu ích trong việc xác định các gen gây bệnh bằng cách tạo dòng chức năng (functional cloning). Theo hướng này, thông tin về chức năng của gen được khai thác để phân lập gen mong muốn từ thư viện. Một oligonucleotide có trình tự dựa trên chuỗi amino acid từng phần được dùng như là một mẫu dò để phân lập dòng cDNA bằng cách sàng lọc thư viện cDNA. Dòng cDNA này sau đó có thể được dùng trong sàng lọc thư viện genome để phân lập các dòng genomic DNA và cho phép quan sát đặc điểm của chuỗi genome hoàn chỉnh. Hướng này được dùng để xác định gen hemophilia A (nhân tố VIII). Các mẫu dò oligonucleotide dựa trên chuỗi amino acid của protein nhân tố VIII của lợn được sử dụng trước để phân lập dòng từ genome (nhân tố VIII của lợn), sau đó nó được
dùng như là một mẫu dò cho thư viện DNA người để xác định gen ở người.