Cholera toxin ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เพื่อศึกษากระบวนการของเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับโปรตีน G และเส้นทางการส่งสัญญาณ (signal transduction pathways) มันเป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าสำหรับการตรวจสอบกลไกการทำงานของตัวรับที่เชื่อมต่อกับโปรตีน G (GPCRs) และบทบาทของพวกมันในหน้าที่สรีรวิทยาต่างๆ โดยการ ADP-ribosylation ของหน่วยย่อย Gs alpha มันกระตุ้น adenylate cyclase อย่างถาวร นำไปสู่ระดับ cyclic AMP (cAMP) ที่เพิ่มขึ้น คุณสมบัตินี้ทำให้มันมีประโยชน์ในการศึกษาการตอบสนองของเซลล์ที่ไกล่เกลี่ยโดย cAMP เช่น การขนส่งไอออน การหลั่ง และการแสดงออกของยีน นอกจากนี้ Cholera toxin ยังถูกใช้ในภูมิคุ้มกันวิทยาเพื่อเสริมสร้างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน มักทำหน้าที่เป็น adjuvant ในการพัฒนาวัคซีนเพื่อปรับปรุงการนำเสนอแอนติเจนและกระตุ้นปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันที่แข็งแกร่งขึ้น ความสามารถในการปรับเปลี่ยนเส้นทางการส่งสัญญาณยังช่วยให้มันถูกใช้ในการวิจัยมะเร็ง ซึ่งช่วยสำรวจบทบาทของ cAMP ในการแบ่งตัวและการแยกตัวของเซลล์