L-Methionine sulfoxide ใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมีเพื่อศึกษาความเครียดออกซิเดชันและความเสียหายของโปรตีน โดยทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้สำหรับความเสียหายออกซิเดชันในโปรตีน ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจผลกระทบของ reactive oxygen species (ROS) ต่อส่วนประกอบของเซลล์ สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนากลยุทธ์การรักษาที่มุ่งลดผลกระทบจากโรคที่เกี่ยวข้องกับความเครียดออกซิเดชัน เช่น โรคเสื่อมถอยของระบบประสาทและโรคหัวใจและหลอดเลือด นอกจากนี้ L-Methionine sulfoxide ยังถูกสำรวจในสาขาเอนไซมวิทยาเพื่อตรวจสอบกิจกรรมของ methionine sulfoxide reductases ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ทำหน้าที่สำคัญในการซ่อมแซม methionine ที่ถูกออกซิเดชันในโปรตีน การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการศึกษากระบวนการชราภาพและการพัฒนา antioxidants ที่ออกแบบมาเพื่อปกป้องเซลล์จากความเสียหายออกซิเดชัน