L-Homocysteine thiolactone hydrochloride ถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานวิจัยทางชีวเคมีเพื่อศึกษาการเมแทบอลิซึมของโฮโมซิสเตอีนและบทบาทของมันในกระบวนการทางสรีรวิทยาและพยาธิสรีรวิทยาต่างๆ มันทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์โฮโมซิสเตอีน ซึ่งมีความสำคัญในการตรวจสอบภาวะโฮโมซิสเตอีนในเลือดสูง โรคหัวใจและหลอดเลือด และโรคเสื่อมถอยของระบบประสาท นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการศึกษากิจกรรมของเอนไซม์เพื่อทำความเข้าใจกลไกของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับโฮโมซิสเตอีน เช่น ซิสตาไธโอนีนเบต้า-ซินเทส สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาการทดสอบวินิจฉัยและกลยุทธ์การรักษาที่มุ่งเป้าไปยังความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับโฮโมซิสเตอีน การประยุกต์ใช้ของมันยังขยายไปถึงการศึกษาความเครียดจากออกซิเดชันและกระบวนการเมทิลเลชันในระบบเซลล์