L-Threonyl-L-leucine ถูกใช้หลักในสาขาชีวเคมีและการวิจัยทางเภสัชกรรม เป็นไดเปปไทด์ที่สามารถนำไปใช้ในการศึกษาเกี่ยวกับการสังเคราะห์เปปไทด์และการวิศวกรรมโปรตีน นักวิจัยมักนำมาใช้ในการตรวจสอบปฏิกิริยาเอนไซม์และการก่อตัวของพันธะเปปไทด์ ซึ่งมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจเส้นทางเมแทบอลิซึมและการพัฒนายารักษา นอกจากนี้ ยังอาจนำไปใช้ในการพัฒนาอาหารเสริมโภชนาการหรือเปปไทด์ชีวภาพเพื่อช่วยเสริมการฟื้นฟูกล้ามเนื้อและสุขภาพโดยรวม บทบาทในการเลียนแบบเปปไทด์ตามธรรมชาติทำให้มีคุณค่าในการศึกษากระบวนการทางชีวภาพและการออกแบบยาใหม่