N-Isobutyrylglycine ใช้หลักๆ ในงานวิจัยทางชีวเคมีและการวินิจฉัยทางการแพทย์ โดยทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ชีวภาพ (biomarker) สำหรับความผิดปกติทางเมแทบอลิซึมบางชนิด โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการเมแทบอลิซึมของกรดอินทรีย์ การตรวจจับและวัดปริมาณสารประกอบนี้ในตัวอย่างปัสสาวะหรือเลือดช่วยให้แพทย์วินิจฉัยภาวะต่างๆ เช่น การขาดเอนไซม์ isobutyryl-CoA dehydrogenase ได้ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการศึกษาการสำรวจเส้นทางเมแทบอลิซึมและการทำงานของเอนไซม์ ซึ่งช่วยในการทำความเข้าใจโรคทางพันธุกรรมและเมแทบอลิซึม บทบาทในงานวิจัยยังขยายไปถึงการพัฒนากลยุทธ์การรักษาและเครื่องมือวินิจฉัยสำหรับการจัดการความผิดปกติทางเมแทบอลิซึม