N-Succinimidyl D-Biotinate ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการวิจัยทางชีวเคมีและเทคนิคการเชื่อมต่อทางชีวภาพ (bioconjugation) โดยทำหน้าที่เป็นสารเคมีหลักสำหรับการติดฉลากโปรตีน เพปไทด์ และโมเลกุลชีวภาพอื่นๆ ด้วยไบโอติน กระบวนการไบโอตินิเลชันนี้มีความสำคัญสำหรับการใช้งาน เช่น การทำให้บริสุทธิ์ด้วยความสัมพันธ์ (affinity purification) ซึ่งโมเลกุลที่ถูกไบโอตินิเลชันสามารถแยกออกได้ง่ายโดยใช้เมทริกซ์สเตรปตาวิดินหรืออะวิดิน นอกจากนี้ยังถูกนำมาใช้ในเทคนิคการวิเคราะห์ทางภูมิคุ้มกัน เช่น ELISA เพื่อเพิ่มความไวในการตรวจจับโดยอาศัยปฏิกิริยาที่แข็งแกร่งระหว่างไบโอติน-สเตรปตาวิดิน นอกจากนั้นยังมีบทบาทในการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนและกระบวนการในเซลล์ผ่านกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนส์หรือการวิเคราะห์ด้วยเครื่องไหลเซลล์ (flow cytometry) ซึ่งโพรบที่ถูกไบโอตินิเลชันจะถูกตรวจจับด้วยสเตรปตาวิดินที่ติดฉลากฟลูออเรสเซนต์ การนำมาใช้ในระบบการส่งยาและเครื่องมือวินิจฉัยยังเน้นย้ำถึงความหลากหลายในการใช้งานทางวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์