4-Borono-L-phenylalanine ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์ โดยเฉพาะในกระบวนการบอโรนิวตรอนแคปเจอร์เธอราพี (Boron Neutron Capture Therapy: BNCT) ซึ่งเป็นเทคนิคการรักษามะเร็งแบบเฉพาะเจาะจง โดยสารนี้จะถูกนำไปใช้เป็นตัวนำโบรอนเข้าสู่เซลล์มะเร็ง เมื่อเซลล์มะเร็งได้รับนิวตรอน โบรอนจะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์และปล่อยพลังงานสูงทำลายเซลล์มะเร็งอย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่ทำลายเนื้อเยื่อปกติรอบข้าง นอกจากนี้ยังมีการศึกษาเพื่อพัฒนาสารนี้ในการวินิจฉัยโรคและการวิจัยทางชีวภาพอีกด้วย