DSA được sử dụng để chẩn đoán nhiều bệnh mạch máu, bao gồm các bệnh lý về tắc nghẽn mạch máu xảy ra do các khối hoặc tình trạng hẹp ở trong lòng (mặt bên trong) của động mạch và tĩnh mạch, để chẩn đoán chứng phình mạch não (đặc biệt là phình mạch nội sọ), xuất huyết ở mạch máu, dị dạng động-tĩnh mạch (sự nối thông bất thường giữa động mạch và tĩnh mạch) và để đánh giá tình trạng mạch (hệ mạch máu) của u ung thư. DSA cũng cung cấp hướng dẫn trực quan cho các thủ thuật can thiệp cần thiết để khai thông hoặc mở lại các động mạch bị bít kín (tắc nghẽn), ví dụ như phẫu thuật tạo hình mạch, đặt stent động mạch, mở thận ra da và các thủ thuật ở đường mật.