DL-threo-2-methylisocitrate ใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมีและการศึกษาเมแทบอลิซึม โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นหรือสารกลางในงานทดสอบเอนไซม์ เพื่อตรวจสอบกิจกรรมของเอนไซม์ เช่น isocitrate lyase และ isocitrate dehydrogenase ซึ่งมีความสำคัญในวัฏจักร glyoxylate และวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก (TCA cycle) ตามลำดับ นักวิจัยใช้ในการศึกษากลไกเมแทบอลิซึม โดยเฉพาะในจุลินทรีย์และพืช เพื่อเข้าใจการเมแทบอลิซึมคาร์บอนและการผลิตพลังงาน นอกจากนี้ ยังช่วยในการสำรวจการควบคุมการไหลของเมแทบอลิซึมและบทบาทของเอนไซม์เฉพาะในกระบวนการเซลล์ การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการพัฒนายับยั้งหรือตัวปรับเปลี่ยนสำหรับเอนไซม์ในเส้นทางเหล่านี้ ซึ่งอาจมีนัยสำคัญในด้านการพัฒนายาแก้เชื้อโรคต้านจุลินทรีย์หรือเทคโนโลยีชีวภาพพืช