5-Bromocytidine ถูกใช้เป็นหลักในการวิจัยทางชีวเคมีในฐานะนิวคลีโอไซด์ที่ถูกปรับเปลี่ยน โดยทำหน้าที่เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในการศึกษาโครงสร้างและการทำงานของกรดนิวคลีอิก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการตรวจสอบปฏิกิริยาระหว่าง RNA และ DNA นักวิจัยนำมาใช้เพื่อนำอะตอมโบรมีนเข้าไปในกรดนิวคลีอิก ซึ่งช่วยให้สามารถศึกษากลไกโมเลกุลผ่านเทคนิคเช่น X-ray crystallography และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน การปรับเปลี่ยนนี้ช่วยในการทำความเข้าใจบทบาทของนิวคลีโอไทด์เฉพาะในกระบวนการทางชีวภาพ เช่น การถอดรหัส (transcription) และการแปล (translation) นอกจากนี้ 5-Bromocytidine ยังถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์โอลิโกนิวคลีโอไทด์ที่ถูกปรับเปลี่ยน ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการพัฒนาโพรบและตัวแทนบำบัดที่มุ่งเป้าไปยังโรคทางพันธุกรรม การประยุกต์ใช้ขยายไปยังสาขาเอนไซมวิทยา ที่ซึ่งช่วยในการสำรวจปฏิกิริยาเอนไซม์-ซับสเตรตและกลไกการเร่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับกรดนิวคลีอิก