Tetramethylrhodamine-5-(and-6)-maleimide ถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นสารติดฉลากฟลูออเรสเซนต์ในการวิจัยทางชีวเคมีและเซลล์ยาร์ โดยการใช้งานหลักคือการติดฉลากไบโอโมเลกุลที่มีกลุ่ม thiol เช่น กรดอะมิโน cysteine ในโปรตีน เนื่องจากกลุ่ม maleimide มีความจำเพาะสูงต่อ thiol การติดฉลากนี้ช่วยให้สามารถมองเห็นและติดตามโปรตีนในเซลล์มีชีวิตหรือการทดลองในหลอดทดลองโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์ มีประโยชน์โดยเฉพาะในการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีน การกระจายตัวในเซลล์ และพลวัตการเคลื่อนไหว การเรืองแสงสีแดงสว่างที่ปล่อยออกมาจากส่วน tetramethylrhodamine ให้ความเปรียบต่างและความไวที่ยอดเยี่ยม ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีค่าต่อการทดสอบและเทคนิคการถ่ายภาพที่ใช้ฟลูออเรสเซนต์ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ใน flow cytometry และการศึกษาการถ่ายโอนพลังงานแบบ resonance ฟลูออเรสเซนต์ (FRET) เพื่อตรวจสอบปฏิสัมพันธ์โมเลกุลและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างแบบเรียลไทม์