2-Fluoro-DL-phenylalanine ถูกใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมีเพื่อศึกษากลไกของเอนไซม์และการสังเคราะห์โปรตีน มันทำหน้าที่เป็นอนุภาคนาล็อกของ phenylalanine ช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจสอบบทบาทของกรดอะมิโนนี้ในกระบวนการทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีประโยชน์ในการสำรวจความจำเพาะของเอนไซม์เช่น phenylalanine hydroxylase และในการทำความเข้าใจเส้นทางเมแทบอลิซึมที่เกี่ยวข้องกับกรดอะมิโนหอม นอกจากนี้ยังถูกนำมาใช้ในการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยมะเร็ง ซึ่งการรวมเข้าไปในโปรตีนสามารถช่วยสำรวจเมแทบอลิซึมของเนื้องอกและเป้าหมายการรักษาที่เป็นไปได้ โครงสร้างที่ fluorinated ยังทำให้มีคุณค่าในการถ่ายภาพ positron emission tomography (PET) สำหรับวัตถุประสงค์ในการวินิจฉัย