นิม-เบนซิล-ดี-ฮิสทิดีนถูกนำมาใช้หลักๆ ในการวิจัยทางชีวเคมีและพัฒนายาเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์เปปไทด์และเปปไทโดมิมิติก ซึ่งมีความสำคัญต่อการศึกษาการโต้ตอบของเอนไซม์และการออกแบบยาตัวสมควร ด้วยโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ มันสามารถเลียนแบบกรดอะมิโนฮิสทิดีนตามธรรมชาติ ทำให้มีคุณค่าในการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับกลไกการทำงานของเอนไซม์ที่ใช้ฮิสทิดีนเป็นฐาน นอกจากนี้ ยังถูกนำไปใช้ในการพัฒนาการบำบัดแบบกำหนดเป้าหมาย โดยเฉพาะในงานวิจัยมะเร็ง ซึ่งช่วยในการสร้างสารประกอบที่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเนื้องอกได้อย่างเลือกสรร การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการศึกษาการประสานกับไอออนโลหะในระบบชีวภาพ ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานของเมทัลโลโปรตีน