DL-Homocitrulline ใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษาภาวะผิดปกติของวงจรยูเรียและการเผาผลาญกรดอะมิโน ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับภาวะเมตาบอลิกบางประการ โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการขาด carbamoyl phosphate synthetase ใช้ในการพัฒนาวิธีการวินิจฉัยสำหรับความผิดปกติแต่กำเนิดของการเผาผลาญ นอกจากนี้ยังใช้ในงานทดสอบทางชีวเคมีเพื่อตรวจสอบกิจกรรมของเอนไซม์และการยับยั้งที่เกี่ยวข้องกับเส้นทางอาร์จินีนและไลซีน