Fmoc-L-4-fluorophenylalanine ใช้หลักในการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยเฉพาะในวิธี solid-phase peptide synthesis (SPPS) ทำหน้าที่เป็นหน่วยย่อยสำหรับนำ residue 4-fluorophenylalanine เข้าสู่เปปไทด์ ซึ่งมีคุณค่าในการศึกษากโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน เนื่องจากคุณสมบัติพิเศษของอะตอมฟลูออรีน กลุ่ม Fmoc ปกป้องกลุ่มอะมิโนระหว่างการสังเคราะห์ เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาแบบเลือกเพศ สามารถกำจัดออกได้ง่ายด้วยเบส เช่น ไพเพอริดิน นอกจากนี้ยังใช้ในการพัฒนายาเปปไทด์ โดยที่กรดอะมิโนฟลูออรีนช่วยเพิ่มความเสถียรทางเมแทบอลิซึมและ bioavailability รวมถึงการวิจัยที่มุ่งเน้นปฏิกิริยาเอนไซม์-ซับสเตรต การจับตัวรับ และใช้ฟลูออรีนเป็นโปรบใน NMR spectroscopy