Pimonidazole hydrochloride ใช้ในการวิจัยทางการแพทย์เพื่อศึกษาภาวะขาดออกซิเจนในเนื้อเยื่อ (hypoxia) ซึ่งเป็นภาวะที่พบได้ในโรคมะเร็งและโรคอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการไหลเวียนเลือดไม่เพียงพอ สารนี้ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ภาวะ hypoxia โดยจะจับกับเซลล์ที่อยู่ในสภาพขาดออกซิเจน ทำให้สามารถตรวจสอบและระบุตำแหน่งของเซลล์เหล่านี้ได้ด้วยเทคนิคทางภาพถ่ายทางการแพทย์ เช่น กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์ นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ในการศึกษาประสิทธิภาพของยาต้านมะเร็งที่ออกแบบมาเพื่อโจมตีเซลล์ในภาวะ hypoxia โดยเฉพาะ ทำให้เป็นเครื่องมือสำคัญในการพัฒนาวิธีการรักษาใหม่ๆ