N-Methyl-d3-piperazine ถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะในด้านเคมีวิเคราะห์และเคมีเภสัชกรรม เพื่อเป็นสารมาตรฐานในการศึกษาเมแทบอลิซึมของยา เนื่องจากมีไอโซโทปดิวเทอเรียม (deuterium) ที่ช่วยในการติดตามและวิเคราะห์ปฏิกิริยาเคมีได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ ยังใช้ในการพัฒนายาและสารเคมีที่มีความจำเพาะสูง โดยช่วยให้เข้าใจกลไกการทำงานของยาและผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ได้ดีขึ้น