γ-Butyrolactone-d6 ใช้หลักในฐานะตัวทำละลายแบบ deuterated สำหรับการสเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ (NMR) รูปแบบ deuterated ช่วยให้การวิเคราะห์โครงสร้างโมเลกุลชัดเจนและแม่นยำยิ่งขึ้น โดยลดการรบกวนจากสัญญาณไฮโดรเจน ทำให้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการวิจัยและพัฒนาสำหรับการศึกษาโครงสร้างคาร์บอนอินทรีย์ พอลิเมอร์ และเภสัชภัณฑ์ นอกจากนี้ ยังใช้เป็นสารมาตรฐานภายในแบบ labeled ในแมสสเปกโทรเมตรี เพื่อช่วยในการวัดปริมาณสารในส่วนผสมที่ซับซ้อนอย่างแม่นยำ การประยุกต์ใช้มีความสำคัญในสาขาเคมี ชีวเคมี และวิทยาศาสตร์วัสดุ ซึ่งการวิเคราะห์โมเลกุลที่แม่นยำเป็นสิ่งจำเป็น