D-Threonine ซึ่งเป็นเอ็นแอนติโอเมอร์ D ของกรดอะมิโนทรีโอนีน ถูกนำมาใช้หลักๆ ในงานวิจัยทางชีวเคมีและเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีนที่มีความจำเพาะทางสเตอรีโอเคมี เพื่อช่วยในการศึกษาคุณสมบัติโครงสร้าง หน้าที่ และกิจกรรมทางชีวภาพ คุณสมบัติทางคีรัลของมันทำให้มีความสำคัญในการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริก สำหรับการผลิตสารประกอบบริสุทธิ์ทางเอ็นแอนติโอเมอร์ในพัฒนายา นอกจากนี้ D-Threonine ยังถูกศึกษาสำหรับการประยุกต์ใช้ทางรักษา เช่น ในงานวิจัยโรคเมแทบอลิก และเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ยาปฏิชีวนะและสารต้านจุลินทรีย์บางชนิด แตกต่างจาก L-Threonine ซึ่งเป็นรูปแบบธรรมชาติที่ใช้ในโภชนาการ D-Threonine ไม่ได้ถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์เสริมอาหารทั่วไป