放线菌是广泛分布于土壤中的优势微生物类群，其分枝状的菌丝体能够产生各种胞外水解酶，降解土壤中的各种不溶性有机物质以获得细胞代谢所需的各种营养，对有机物的矿化有着重要作用，从而参与自然界物质循环，净化环境、改良土壤。
放线菌代谢功能各异，大多数放线菌能产生生物活性物质，是一类具有广泛实际用途和巨大经济价值的微生物资源。药理学研究发现，放线菌产生的许多结构复杂的次生代谢产物具有医药和植物保护方面的用途，已广泛应用作为抗细菌，抗真菌和抗肿瘤药物。在目前已经发现的数万种微生物来源的生物活性物质中，约有70％是由放线菌所合成的各种次生代谢产物，如抗生素，有机酸、氨基酸、维生素、甾体、酶及酶抑制剂、免疫调节剂等。
弗兰克氏根瘤放线菌能够诱导大范围的放线菌根植物产生根瘤、结瘤固氮，促进植物自身的生长，并增强土壤肥力。这类放线菌与200多个树种具有共生结瘤固氮的能力，是陆地生态系统中有机氮输入的主要贡献者之一，在自然界氮素循环和生态平衡中起着重要作用。有些共生固氮树种被作为贫瘠土壤上的先锋树种，用于防风和治沙。
此外，放线菌特有的形态和生物学特性也是研究生物形态发育和分化的良好材料。
然而，也有少数放线菌对人、动物或植物是致病的，虽然其致病性与真菌和细菌相比是微不足道，但认识它们对于临床鉴定和诊断同样是重要。
