L,L-Dityrosine นิยมใช้ในการศึกษาวิจัยทางชีววิทยาและเคมี โดยเฉพาะในด้านการวิเคราะห์ปฏิกิริยาออกซิเดชันของโปรตีนและเปปไทด์ เนื่องจากสารนี้เกิดขึ้นจากการเชื่อมโยงของไทโรซีนภายใต้สภาวะออกซิเดชัน จึงถูกใช้เป็นเครื่องหมาย (marker) ในการศึกษาความเสียหายของโปรตีนที่เกิดจากอนุมูลอิสระ (oxidative stress) นอกจากนี้ ยังมีการนำไปใช้ในการวิจัยเกี่ยวกับโรคที่เกี่ยวข้องกับความเสื่อมของเซลล์และกระบวนการชรา เนื่องจากสามารถบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างโปรตีนได้อย่างมีประสิทธิภาพ