5-Fluoro-2'-deoxycytidine เป็นสารอนุพันธ์นิวคลีโอไซด์ที่ใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมี มีบทบาทสำคัญในการศึกษากลไกการสังเคราะห์และซ่อมแซม DNA นักวิจัยใช้สารนี้เพื่อตรวจสอบการรวมตัวของนิวคลีโอไทด์ที่ถูกดัดแปลงเข้าไปใน DNA ซึ่งช่วยให้เข้าใจกระบวนการในเซลล์และผลกระทบของการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม นอกจากนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาแก้ไวรัสและยารักษามะเร็ง โดยยับยั้งการจำลองตัวของไวรัสบางชนิดและเซลล์มะเร็งผ่านการรบกวนการสังเคราะห์ DNA การประยุกต์ใช้ยังครอบคลุมถึงเทคนิคโมเลกุลชีวภาพ เช่น polymerase chain reaction (PCR) ซึ่งช่วยในการศึกษาความเที่ยงตรงของการจำลอง DNA และจลนศาสตร์ของเอนไซม์