DL-Alanyl-L-alanine ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัยทางชีวเคมีในฐานะสารตั้งต้นสำหรับศึกษากิจกรรมของเอนไซม์ โดยเฉพาะโปรติเอสและเปปไทเดส มันทำหน้าที่เป็นสารประกอบโมเดลเพื่อตรวจสอบกลไกของการไฮโดรไลซิสพันธะเปปไทด์และความจำเพาะของเอนไซม์ ในสาขาจุลชีววิทยา มันถูกนำมาใช้เป็นแหล่งสารอาหารในอาหารเลี้ยงเชื้อเพื่อสนับสนุนการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์บางชนิด นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้ในการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยทำหน้าที่เป็นหน่วยย่อยสำหรับสร้างโครงสร้างเปปไทด์ที่ซับซ้อนมากขึ้น บทบาทของมันในการศึกษาการเมแทบอลิซึมและระบบขนส่งกรดอะมิโนในเซลล์ยังทำให้มีคุณค่าต่อการวิจัยทางสรีรวิทยาและเภสัชวิทยา