(一)生理学研究

大鼠垂体一肾上腺系统发达，应激反应灵敏，可复制应激性胃溃疡模型。其垂体摘除比较容易，可用来进行肾上腺、垂体、卵巢等内分泌研究。利用大鼠对新环境易适应，有探索性，易训练，对惩罚和暗示敏感等特性进行行为学研究和高级神经活动的研究。大鼠无胆囊，但胆总管较粗大，可采用胆总管插管收集胆汁进行消化功能的研究。

(二)药理学和毒理学研究

大鼠血压和血管阻力对药物反应敏感，最适合于做筛选心血管及老年病药物的试验。大鼠踝关节对炎症反应敏感，用于抗关节炎药物的研究，另外，大鼠足蹄浮肿法是最常用的筛选抗炎药物的方法。利血平和阿扑吗啡可诱导大鼠出现神经性异常行为，可用迷宫测验或有条件回避惩罚或获得奖励的能力测试，来筛选和评价神经病药物的药效。大鼠在药理学研究方面的应用极为广泛，几乎所有药物的药理研究都使用大鼠。大鼠在毒理学研究中，常作为药物亚急性试验的动物，评价和确定最大给药量、药物排泄速率和蓄积倾向。药物慢性试验，确定药物的吸收、分布、排泄、剂量反应曲线和代谢，以及服药后的临床和组织学检查。还用于研究药物致畸试验。

 (三)营养学和代谢疾病研究

 大鼠对营养缺乏比较敏感，饲料中营养不全面时常会出现典型的营养缺乏症状，是研究营养学的首选动物。如研究营养缺乏对发育，特别是对中枢神经发育影响的研究，对食品营养的研究，对维生素作用的研究，微量元素对机体作用影响的研究等。

(四)肿瘤研究

大鼠可复制成各种肿瘤模型，是肿瘤实验研究最常用的实验动物。它特别易患肝癌，应用化学致癌物诱发肝癌，在培育肿瘤模型方面应用广泛。如可用二乙基亚硝胺、二甲基偶氮苯(DAB)复制大鼠肝癌的动物模型；用甲基苄基亚硝胺诱发复制食管癌；3-甲基胆蒽诱发肺鳞状上皮癌及胸膜间皮瘤等。

(五)口腔医学研究

用变异链球菌接种大鼠口腔，然后喂给含蔗糖食物，大鼠牙齿上的珐琅质蛀损在宏观和微观上同人的龋齿相似，可用来研究龋齿。

(六)传染病研究

多种病原体可使大鼠产生与人相似的疾病，因此，大鼠被用于这一领域的研究。如细菌性感染可诱发大鼠急性化脓性疾病；出生5d的大鼠接种流行性感冒杆菌用以研究细菌性软脑膜炎；鼠伤寒菌可引起大鼠感染性腹泻，用以研究人类感染性腹泻的病理和治疗；给1岁大鼠静脉内接种大肠杆菌可产生肾盂肾炎病的动物模型。另外，慢性支气管炎、病毒性肝炎、血吸虫病、钩虫病等也可用大鼠诱发相应的动物模型。

(七)环境污染与人类健康的研究

大鼠对空气污染非常敏感，例如，5～10μg的CO可造成大鼠视神经和判断能力的永久性损害。0.1μg的NO，4h即可引起大鼠肺组织异常，0.5μg时生活9个月，产生严重肺积水；在烟雾下长期生活的大鼠易发生肾病。所以，常被用做空气污染对人和动物健康影响的研究。重金属污染也可导致大鼠的病理改变，常作为这方面研究的动物模型。例如，水银对大鼠的生殖、胚胎发育、生长发育等有阻碍作用，铅污染可造成大鼠胎仔畸形，使神经和脑髓受累。此外，大鼠还可用于职业病的研究。

(八)遗传疾病研究

有些大鼠品系具有自发性遗传疾病，如白内障、尿崩症、肥胖、高血压、癫痫等，这些疾病具有与人类相似的特征，可作为人类这些遗传性疾病良好的动物模型。

(九)心血管疾病研究

已培育出几种高血压品系大鼠，如心肌肥大的自发性高血压大鼠、新西兰自发高血压大鼠、遗传性下丘脑尿崩症高血压大鼠、对盐敏感和抗性的高血压同类系，是研究心血管疾病的首选动物。还有自发性动脉硬化大鼠品系。通过诱发可使大鼠出现肺动脉高压症、心肌劳损、动脉粥样硬化、局部缺血心脏病等模型，但其结构功能、代谢与人类不完全相同

 (十)其他方面

 大鼠还广泛用于实验外科学、核医学、物理性损伤、计划生育、老年病学等的研究。