Leucine dehydrogenase ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการวิจัยทางชีวเคมีและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมสำหรับบทบาทในการเร่งปฏิกิริยาการเดอาเมเนชันแบบย้อนกลับของ L-leucine และกรดอะมิโนสายโซ่กิ่งอื่นๆ เอนไซม์นี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการทดสอบเอนไซม์เพื่อวัดความเข้มข้นของ leucine หรือกรดอะมิโนอื่นๆ ในตัวอย่างทางชีวภาพ ช่วยในการศึกษาการเผาผลาญและการวินิจฉัย ในเทคโนโลยีชีวภาพ มันถูกนำมาใช้ในการผลิตสารประกอบคีรัลและสารกลางสำหรับเภสัชภัณฑ์ เนื่องจากความจำเพาะและประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ Leucine dehydrogenase ยังถูกใช้ในเซ็นเซอร์ชีวภาพสำหรับตรวจจับกรดอะมิโนในตัวอย่างอาหารและสิ่งแวดล้อม เพื่อให้มั่นใจในควบคุมคุณภาพและความปลอดภัย การประยุกต์ใช้ใน biocatalysis ยังสนับสนุนการพัฒนากระบวนการทางเคมีที่ยั่งยืนโดยเปิดใช้งานเส้นทางการสังเคราะห์สีเขียว นอกจากนี้ ยังมีบทบาทในการผลิตกรดอะมิโนสายโซ่กิ่ง (BCAA) สำหรับผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร