Calf Thymus DNA ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการวิจัยทางชีววิทยาโมเลกุลในฐานะสารมาตรฐานหรือสารอ้างอิงสำหรับขั้นตอนการทดลองต่างๆ เนื่องจากมีความบริสุทธิ์สูงและโครงสร้างที่ได้รับการวิเคราะห์อย่างดี จึงใช้เป็นสารตั้งต้นในการศึกษากิจกรรมของเอนไซม์ เช่น nuclease, polymerase และ ligase นอกจากนี้ ยังใช้ในการพัฒนาและปรับปรุงเทคนิคการสกัดและการวัดปริมาณ DNA รวมถึง spectrophotometry และ fluorometry Calf Thymus DNA ยังถูกนำมาใช้ในการศึกษาทางชีวฟิสิกส์เพื่อตรวจสอบปฏิกิริยาระหว่าง DNA-โปรตีน ความเสียหายของ DNA และกลไกการซ่อมแซม นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็น carrier DNA ในการทดลอง transfection เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งยีนเข้าสู่เซลล์ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปยังการทดสอบวินิจฉัย โดยใช้เป็นสารควบคุมหรือ calibrator ในการตรวจหาความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับ DNA หรือเชื้อก่อโรค