นิโตรมีเทน-d3 ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นตัวทำละลายเดยูเทอเรตในสเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซนานซ์ (NMR) อะตอมเดยูเทอเรียมของมันให้สัญญาณที่เสถียรและไม่รบกวน ทำให้เหมาะสำหรับการวิเคราะห์โครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ ในงานวิจัยทางเคมี มันทำหน้าที่เป็นสารติดฉลากเพื่อศึกษากลไกและจลนศาสตร์ของปฏิกิริยา โดยเฉพาะในงานแลกเปลี่ยนไฮโดรเจน-เดยูเทอเรียม นอกจากนี้ ยังใช้ในการสังเคราะห์ยาที่มีเดยูเทอเรียม ซึ่งช่วยในการติดตามเส้นทางเมแทบอลิซึมและปรับปรุงความเสถียรของยา การใช้ในสเปกโทรสโกปีสั่นสะเทือนยังช่วยในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนและปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลอย่างละเอียด