Dansyl-L-leucine ใช้หลักๆ เป็นโปรบเรืองแสงในงานวิจัยทางชีวเคมีและชีวฟิสิกส์ การประยุกต์ใช้รวมถึงการศึกษา ปฏิกิริยาระหว่างโปรตีนกับลิแกนด์ กิจกรรมของเอนไซม์ และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโปรตีน เนื่องจากคุณสมบัติการเรืองแสงที่แรง นอกจากนี้ยังใช้ในสเปกโตรสโกปีเรืองแสงและจุลทรรศนศาสตร์เพื่อติดตามและแสดงภาพกระบวนการทางชีววิทยาในระดับโมเลกุล นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวเครื่องหมายในเทคนิคโครมาโตกราฟีสำหรับการแยกและระบุกรดอะมิโนและเปปไทด์ คุณสมบัติการเรืองแสงที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้มีคุณค่าต่อการทดสอบสำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณชีวโมเลกุลในส่วนผสมที่ซับซ้อน