ใช้เป็นรีเอเจนต์สำหรับการติดฉลากในสเปกโทรเมทรีของมวล (mass spectrometry) เพื่อการระบุและวัดปริมาณโปรตีนและเปปไทด์ มีคุณค่าอย่างยิ่งในการวิจัยโปรเตโอมิกส์ ซึ่งช่วยในการศึกษาการโต้ตอบของโปรตีน การดัดแปลง และหน้าที่ การติดฉลากด้วยเดยูเทอเรียมช่วยในการติดตามและแยกแยะโมเลกุลอย่างแม่นยำในตัวอย่างชีวภาพที่ซับซ้อน นอกจากนี้ ยังใช้เป็นสารเมทิลเลติ้งในสังเคราะห์อินทรีย์ เพื่อนำกลุ่มเมทิลเข้าไปในโมเลกุลเป้าหมายเพื่อปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีหรือสร้างอนุพันธ์เดยูเทอเรตสำหรับงานวิจัย การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการพัฒนายา ซึ่งช่วยในการสังเคราะห์ยาที่ติดฉลากเดยูเทอเรียม เพื่อเพิ่มความเสถียรทางเมแทบอลิซึมและประสิทธิภาพ