D-Luciferin ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตแสงในปฏิกิริยา bioluminescence ซึ่งเป็นกระบวนการที่พบในสิ่งมีชีวิตเช่น หิ่งห้อยและแบคทีเรียบางชนิด ในทางวิทยาศาสตร์ D-Luciferin มักใช้ในการทดลองทางชีววิทยาโมเลกุลเพื่อศึกษาและติดตามกิจกรรมของเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการทดสอบที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์ luciferase ซึ่งจะเร่งปฏิกิริยาระหว่าง D-Luciferin และออกซิเจน ทำให้เกิดแสงที่สามารถวัดได้ วิธีนี้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการวิจัยทางการแพทย์ เช่น การติดตามการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็ง การศึกษากระบวนการทางชีวเคมีในเซลล์ และการทดสอบประสิทธิภาพของยาต่างๆ นอกจากนี้ยังมีการใช้ในเทคโนโลยีการถ่ายภาพในสิ่งมีชีวิต (bioluminescence imaging) เพื่อให้เห็นกระบวนการทางชีววิทยาในร่างกายสัตว์ทดลองแบบเรียลไทม์