Fmoc-1-methyl-L-histidine ใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยเฉพาะในวิธีการสังเคราะห์เปปไทด์แบบเฟสตายตัว (SPPS) การประยุกต์ใช้หลักคือในฐานะอนุพันธ์กรดอะมิโนที่ได้รับการป้องกัน โดยที่กลุ่ม Fmoc (fluorenylmethyloxycarbonyl) ทำหน้าที่เป็นกลุ่มป้องกันชั่วคราวสำหรับฟังก์ชันอะมิโนในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ ซึ่งช่วยให้สามารถกำจัดป้องกันและคู่กรดอะมิโนได้อย่างเลือกสรรในลักษณะที่ควบคุมได้ ส่งผลให้สามารถสร้างเปปไทด์ที่ซับซ้อนด้วยความแม่นยำสูง

สารนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการสังเคราะห์เปปไทด์ที่มีฮิสติ딘 โดยที่การเมทิลของสายข้างฮิสติ딘สามารถส่งผลต่อกิจกรรมทางชีวภาพ ความเสถียร หรือการโต้ตอบกับโมเลกุลอื่นๆ ของเปปไทด์ มักถูกนำมาใช้ในการผลิตเปปไทด์สำหรับงานวิจัยทางชีวเคมีเภสัชวิทยา และการพัฒนายา โดยที่ต้องการฮิสติ�นที่ถูกดัดแปลงเพื่อศึกษากลไกเอนไซม์ การโต้ตอบระหว่างตัวรับและลิแกนด์ หรือเพื่อพัฒนาเปปไทด์บำบัด นอกจากนี้ยังขยายไปถึงการเตรียมไลบรารีเปปไทด์สำหรับการคัดกรองแบบไฮธรูพุทในกระบวนการค้นพบยา