N-Chloroacetyl-DL-norleucine ถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เพื่อศึกษากระบวนการทางชีวเคมีและปฏิกิริยาของกรดอะมิโนที่ถูกดัดแปลง โดยเฉพาะในด้านการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีน นอกจากนี้ยังอาจถูกใช้ในการพัฒนายาและสารเคมีที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการออกแบบโมเลกุลที่สามารถจับกับเป้าหมายเฉพาะในร่างกาย เช่น เอนไซม์หรือตัวรับสัญญาณ ซึ่งช่วยในการศึกษากลไกการทำงานของสารชีวโมเลกุลและการออกแบบยารักษาโรค