N-Methyl-L-glutamic acid ถูกนำมาใช้ในงานวิจัยทางชีวเคมีและประสาทวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะการศึกษากลไกการทำงานของระบบประสาทและตัวรับกลูตาเมต ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทสำคัญในสมอง นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้ในการพัฒนายาและสารประกอบเพื่อรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาท เช่น โรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสัน รวมถึงการศึกษาประสิทธิภาพและความปลอดภัยของสารประกอบใหม่ในทางการแพทย์