Z-ALA-ALA-OH ใช้ในการวิจัยทางชีวเคมีและเภสัชวิทยา โดยเฉพาะในการศึกษากระบวนการทางเอนไซม์และปฏิกิริยาการย่อยโปรตีน มักถูกนำมาใช้เป็นสารตั้งต้นหรือตัวทดสอบในการวิเคราะห์กิจกรรมของเอนไซม์โปรตีเอส ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการทำความเข้าใจกลไกการทำงานของเอนไซม์และพัฒนายาใหม่ ๆ นอกจากนี้ ยังสามารถใช้ในการสังเคราะห์เปปไทด์และเป็นโมเดลในการศึกษาคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของเปปไทด์สายสั้นอีกด้วย