N-Acetyltyramine-d4 ใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และทางการแพทย์ โดยเฉพาะในด้านการติดตามและการวิเคราะห์กระบวนการทางชีวเคมี เนื่องจากเป็นสารที่ติดฉลากด้วยดิวเทอเรียม (d4) ทำให้สามารถใช้เป็นเครื่องหมายในการศึกษาเมแทบอลิซึมของสารประกอบในร่างกายมนุษย์หรือสัตว์ นอกจากนี้ยังใช้ในการพัฒนายาและตรวจสอบกลไกการทำงานของยาในระดับโมเลกุล โดยเฉพาะในด้านประสาทวิทยาและระบบต่อมไร้ท่อ ซึ่งช่วยให้เข้าใจการทำงานของสารสื่อประสาทและฮอร์โมนได้ดียิ่งขึ้น