4-Nitropyrene ใช้หลักในการวิจัยและการศึกษาด้านสิ่งแวดล้อมเป็นตัวบ่งชี้สำหรับสารไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกแบบหลายวง (PAHs) เนื่องจากคุณสมบัติการเรืองแสง (fluorescent properties) ซึ่งช่วยในการระบุและวัดปริมาณการปนเปื้อนของ PAHs ในอากาศ ดิน และน้ำ นอกจากนี้ ยังใช้เป็นสารตัวอย่าง (model compound) ในการศึกษากลไกการเผาผลาญ (metabolic pathways) และผลกระทบทางพิษวิทยา (toxicological effects) ของ nitro-PAHs ซึ่งเป็นที่รู้จักว่ามีคุณสมบัติก่อกลายพันธุ์ (mutagenic) และก่อมะเร็ง (carcinogenic) การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการพัฒนาวิธีการวิเคราะห์สำหรับตรวจจับระดับร่องรอยของ nitro-PAHs ในตัวอย่างสิ่งแวดล้อมที่ซับซ้อน