2-Deoxy-L-ribose ใช้หลักๆ ในงานวิจัยทางชีวเคมี มีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์นิวคลีโอไซด์และนิวคลีโอไทด์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของ DNA นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษากลไกการเผาผลาญ โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต นอกจากนี้ สารนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาต้านไวรัสและยารักษามะเร็ง โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับนิวคลีโอไซด์ที่ถูกดัดแปลง ซึ่งสามารถยับยั้งการจำลองแบบของไวรัสหรือเซลล์มะเร็ง ในสาขาเคมีอินทรีย์ มันถูกใช้เป็นวัตถุดิบเริ่มต้นแบบ chiral สำหรับการสังเคราะห์โมเลกุลที่ซับซ้อน ช่วยในการสำรวจปฏิกิริยา stereochemical และกลไกของเอนไซม์