สารนี้ใช้ในการวิจัยทางเภสัชวิทยาในฐานะอะนาล็อกเดยูเทอเรียมสำหรับการติดตามเส้นทางการเผาผลาญและศึกษากลไกการออกฤทธิ์ของยา การนำสารนี้เข้าไปในสารประกอบช่วยเพิ่มความเสถียรและการดูดซึมทางชีวภาพของส่วนประกอบยาสำคัญทางเภสัชกรรม ใช้ในการพัฒนายาระบบประสาทส่วนกลางเนื่องจากโครงสร้างที่คล้ายคลึงกับสารสื่อประสาท นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์สารที่มีฉลากสำหรับการศึกษา NMR และสเปกโทรเมตรีมวลสาร เพื่อให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์โมเลกุลและพลวัตโครงสร้าง การติดฉลากเดยูเทอเรียมช่วยในการติดตามอย่างแม่นยำในงานศึกษาภีสัชจลนศาสตร์และเภสัชพลศาสตร์

นอกจากนี้ สารนี้ยังอาจใช้ในการพัฒนายาใหม่ที่เกี่ยวข้องกับโรคทางระบบประสาท เช่น โรคพาร์กินสันหรือโรคอัลไซเมอร์ เนื่องจากโครงสร้างที่คล้ายคลึงกับสารสื่อประสาทและตัวรับในสมอง