Biến thiên sinh học bao gồm biến thiên cá thể (Intra-individual coefficient of variation) và biến thiên quần thể (Inter-individual coefficient of variation). Biến thiên sinh học có nhiều ứng dụng trong thực hành xét nghiệm y khoa. Biến thiên sinh học được sử dụng để thiết lập tiêu chuẩn chất lượng cho các xét nghiệm. Khái niệm giá trị thay đổi tham chiếu (RCV) dựa trên biến thiên phân tích và biến thiên cá thể được đưa ra nhằm xác định xem sự khác biệt giữa các kết quả liên tiếp của một chất phân tích trên một bệnh nhân có thể có ý nghĩa lâm sàng hay không. Đây là một cách tiếp cận khoa học hơn cho việc đánh giá những thay đổi có ý nghĩa lâm sàng giữa các kết quả xét nghiệm liên tiếp mà trước đây các bác sĩ chủ yếu dựa vào trực giác và kinh nghiệm. Chỉ số cá thể (Index of Individuality) so sánh sự biến thiên sinh học cá thể và sự biến thiên sinh học quần thể, giúp đánh giá tính hữu dụng của khoảng tham chiếu. Khoảng tham chiếu cá thể có thể được tính toán bằng cách sử dụng ước tính biến thiên sinh học, biến thiên kỹ thuật và kết quả xét nghiệm trước đó thu được ở trạng thái ổn định của cá thể.