สาร Z-4-fluoro-D-phenylalanine ใช้หลักในการวิจัยและพัฒนา โดยเฉพาะในสาขาชีวเคมีและชีววิทยาโมเลกุล เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าการศึกษาการสังเคราะห์โปรตีนและกลไกการทำงานของเอนไซม์ เนื่องจากสามารถเลียนแบบกรดอะมิโนธรรมชาติได้ ในขณะที่นำอะตอมฟลูออรีนเข้ามา ซึ่งสามารถติดตามได้โดยเทคนิคเช่น NMR spectroscopy สารนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาและตัวแทนการถ่ายภาพ positron emission tomography (PET) โดยการแทนที่ฟลูออรีนช่วยในการศึกษาความโครงสร้างและการติดฉลากรังสีด้วยไอโซโทปเช่น ¹⁸F เพื่อการแสดงภาพและวินิจฉัยโรคต่างๆ รวมถึงมะเร็ง นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการศึกษาการยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและเชื้อรา สนับสนุนการพัฒนายา antimicrobial ใหม่ คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้เป็นส่วนประกอบสำคัญในการส่งเสริมความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์และการประยุกต์ทางการแพทย์