S-methyl-L-Thiocitrulline hydrochloride ใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมี โดยทำหน้าที่เป็นสารยับยั้งแบบเลือกเฉพาะของเอนไซม์ nitric oxide synthase (NOS) สารนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการศึกษาบทบาทของไนตริกออกไซด์ในกระบวนการทางสรีรวิทยาและพยาธิสรีรวิทยาต่างๆ นักวิจัยใช้เพื่อสำรวจผลกระทบต่อการควบคุมความดันโลหิต กระบวนการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน และการนำสัญญาณประสาท นอกจากนี้ ยังช่วยในการแยกแยะระหว่างไอโซฟอร์มต่างๆ ของ NOS เพื่อทำความเข้าใจหน้าที่เฉพาะของแต่ละชนิดในร่างกาย การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการวิจัยกลยุทธ์การรักษาที่มีศักยภาพสำหรับภาวะที่มีการผลิตไนตริกออกไซด์ผิดปกติ เช่น โรคหัวใจและหลอดเลือด ภาวะอักเสบ และโรคเสื่อมถอยของระบบประสาท