L-Glutamic acid dimethyl ester hydrochloride ใช้อย่างแพร่หลายในงานวิจัยทางชีวเคมีเป็นสารตั้งต้นหรือสารกลางในการสังเคราะห์โมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยเฉพาะเปปไทด์และโปรตีน มันมีบทบาทในการศึกษากลไกของเอนไซม์และปฏิกิริยารับเซอร์เนื่องจากโครงสร้างที่คล้ายคลึงกับกลูตาเมต ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทหลักในระบบประสาทส่วนกลาง สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาโปรดรัก โดยที่กลุ่มเอสเตอร์สามารถถูกไฮโดรไลซ์เพื่อปล่อยรูปแบบที่กระตือรือร้นของยา นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นบล็อกสร้างในงานสังเคราะห์อินทรีย์ สนับสนุนการสร้างสารประกอบชีวภาพที่หลากหลายและยา การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงงานวิจัยทางประสาทวิทยา ที่ช่วยในการทำความเข้าใจกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับกลูตาเมตและผลกระทบต่อโรคทางระบบประสาท