3-Chloro-DL-phenylalanine ถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางชีวเคมีและเภสัชวิทยาเพื่อศึกษากลไกการทำงานของเอนไซม์และกระบวนการเมแทบอลิซึมของกรดอะมิโน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวิจัยเกี่ยวกับการยับยั้งเอนไซม์ phenylalanine hydroxylase ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์ไทโรซีน นอกจากนี้ยังถูกใช้ในการศึกษาการขนส่งกรดอะมิโนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ และการประยุกต์ใช้ในการพัฒนายาที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของเมแทบอลิซึมของกรดอะมิโน