4-Fluoro-DL-phenylalanine ถูกนำมาใช้ในการศึกษาทางชีวเคมีและเภสัชวิทยาเพื่อทำความเข้าใจกลไกการทำงานของเอนไซม์และกระบวนการเมแทบอลิซึมของกรดอะมิโน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวิจัยเกี่ยวกับการขนส่งกรดอะมิโนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ และการเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนในร่างกาย นอกจากนี้ยังมีการใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบอื่น ๆ ที่มีความสำคัญทางเภสัชวิทยา เช่น ยาต้านมะเร็งและยาต้านจุลชีพ เนื่องจากโครงสร้างที่มีฟลูออรีนสามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพและความเสถียรของสารประกอบที่สังเคราะห์ขึ้น