硝酸甘油注射液主要用于缓解心绞痛等情况。它能直接松弛血管平滑肌，特别是小血管平滑肌，使周围血管扩张，外周阻力减小，回心血量减少，心排出量降低，心脏负荷减轻，心肌氧耗量减少，从而缓解心绞痛。
用于缓解心绞痛发作
硝酸甘油注射液可迅速缓解心绞痛症状。当患者出现心绞痛发作时，通过静脉注射硝酸甘油注射液，能快速扩张冠状动脉，增加心肌的血液供应，一般在几分钟内就能起到缓解疼痛的作用。例如，对于因心肌缺血导致的心绞痛，硝酸甘油注射液能改善心肌的氧供失衡状况。
治疗充血性心力衰竭
在治疗充血性心力衰竭方面，硝酸甘油注射液可以降低心脏的前后负荷。它能扩张静脉血管，减少静脉回流到心脏的血量，降低心脏的前负荷；同时也能扩张动脉，降低外周血管阻力，减轻心脏的后负荷，从而改善心脏的泵血功能，有助于缓解充血性心力衰竭患者的呼吸困难等症状。不过，使用时需要密切监测患者的血压等指标。
控制高血压急症
对于高血压急症，硝酸甘油注射液也有一定的应用。它可以通过扩张血管来降低血压。它能使动脉和静脉都扩张，但是对静脉的扩张作用相对更明显一些。通过降低血压，可减轻心脏的压力负荷，对于高血压急症患者，能在短时间内使血压得到一定程度的控制，但使用过程中要注意血压不能降得过低，一般需要根据患者的具体情况调整剂量。例如，当患者血压突然升高并伴有头痛、心悸等症状时，可考虑使用硝酸甘油注射液来紧急降压，但要在专业医护人员的监护下使用。
改善心肌缺血状态
硝酸甘油注射液能够增加缺血心肌的供血。它可以选择性地扩张心外膜的冠状动脉血管，尤其是在冠状动脉痉挛时，能解除痉挛，增加冠状动脉的血流量，改善心肌的缺血状态。对于存在冠状动脉狭窄等情况导致心肌缺血的患者，硝酸甘油注射液能起到一定的改善作用，有助于维持心肌的正常功能，减少心肌缺血对心脏功能的进一步损害。