(一)药物学研究  大鼠的血压反应比家兔好，常用它来直接描记血压，进行降压药物的研究；也常用于研究、评价和确定最大给药量、药物排泄速率和蓄积倾向：慢性实验确定药物的吸收、分布、排泄、剂量反应和代谢以及服药后的临床和组织学检查。大鼠血压及血管阻力对药物反应敏感，常用来灌流大鼠肢体血管或离体心脏，进行心血管药理学研究及筛选有关新药。

(二)肿瘤研究  在肿瘤研究中常使用大鼠，可使用生物、化学的方法诱发大鼠肿瘤，或人工移植肿瘤进行研究，或体外组织培养研究肿瘤的某些特性等等。

(三)营养、代谢方面的研究  大鼠是营养、代谢研究的重要材料。用于维生素、蛋白质、氨基酸、钙、磷等代谢研究；动脉粥样硬化、淀粉样变性、酒精中毒、十二指肠溃疡、营养不良等方面的研究都可以使用大鼠。

(四)神经、内分泌研究  大鼠的神经系统与人类相似，广泛用于高级神经活动的研究，如奖励和惩罚实验、迷宫实验、饮酒实验以及神经症、狂郁精神病、精神发育阻滞的研究。大鼠的垂体-肾上腺系统功能发达，常用做应激反应和肾上腺、垂体、卵巢等的内分泌实验研究。

(五)卫生学方面研究  大鼠还用于环境污染对人体健康造成危害的研究。如空气污染对人体的损害、重金属污染对健康的损害等，职业病如尘肺、有害气体慢性中毒以及放射性照射等的研究都可以用大鼠做模型。

(六)老年学及老年医学研究  近几年，常用老龄大鼠(日龄1年以上)探索延缓衰老的方法、研究饮食方式和寿命的关系、研究老龄死亡的原因等。

(七)计划生育研究  大鼠体型比小鼠大，适宜做输卵管结扎、卵巢切除、生殖器官的损伤修复等实验，因此常用于计划生育方面的研究。

(八)遗传学研究  大鼠的毛色品系型多，具有很多的毛色基因类型。例如：野生色(A)、突变种野生色等位基因(a)、白化等位基因(C)、淡黑色(d)、粉红色(p)、红眼(r)、银色(S)、沙色(sd)、黄色(e)、白灰色(wb)等，在遗传学研究中常可运用。