3-Fluoro-DL-phenylalanine ถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางชีววิทยาและชีวเคมีเพื่อศึกษากลไกการทำงานของเอนไซม์และกระบวนการเมแทบอลิซึมของกรดอะมิโน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการศึกษาการขนส่งกรดอะมิโนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ นอกจากนี้ยังถูกใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบทางเภสัชกรรมที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ยาต้านมะเร็งและยาต้านจุลชีพ เนื่องจากโครงสร้างที่มีฟลูออรีนสามารถเพิ่มความเสถียรและประสิทธิภาพของยาได้ นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ในการศึกษาเกี่ยวกับการกลายพันธุ์ของโปรตีนและผลกระทบที่มีต่อหน้าที่ของเซลล์