L-Azidonorleucine (hydrochloride) ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในชีววิทยาเคมีและวิศวกรรมโปรตีนสำหรับการติดฉลากและปรับเปลี่ยนชีวโมเลกุลแบบเฉพาะที่ กลุ่มฟังก์ชัน azide ของมันช่วยให้เกิดการเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพกับสารประกอบที่มี alkyne ผ่านเคมีคลิก โดยเฉพาะปฏิกิริยา cycloaddition แบบ azide-alkyne ที่เร่งด้วยทองแดง (CuAAC) คุณสมบัตินี้ทำให้มีคุณค่าต่อการติดแท็กโปรตีน เปปไทด์ และชีวโมเลกุลอื่นๆ ด้วยสีย้อมเรืองแสง แท็กความจับเฉพาะ หรือกลุ่มฟังก์ชันอื่นๆ สำหรับการถ่ายภาพ การติดตาม หรือการทำให้บริสุทธิ์ นอกจากนี้ ยังถูกนำเข้าไปในโปรตีนระหว่างการแปลโดยใช้ระบบ tRNA/synthetase ที่ถูกวิศวกรรม ซึ่งช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนกรดอะมิโนเฉพาะได้อย่างแม่นยำ สารเคมีนี้ยังถูกใช้ในการศึกษาปรอทิโอมิกส์เพื่อตรวจสอบปฏิสัมพันธ์โปรตีน-โปรตีน การปรับเปลี่ยนหลังแปล และการกระจายตัวในเซลล์