Jelikož nocodazol ovlivňuje cytoskelet, často se používá v experimentech buněčné biologie jako kontrola: například některé dominantně negativní malé GTPázy Rho způsobují podobný účinek jako nocodazol a konstitutivně aktivované mutanty často tento účinek zvrátí nebo negují.

Nocodazol se často používá v laboratořích buněčné biologie k synchronizaci cyklu buněčného dělení. Buňky ošetřené nocodazolem se při analýze průtokovou cytometrií zastaví s obsahem DNA v G2- nebo M-fázi. Mikroskopie buněk ošetřených nocodazolem ukazuje, že sice vstupují do mitózy, ale nemohou vytvořit metafázní vřeténka, protože mikrotubuly (z nichž jsou vřeténka tvořena) nemohou polymerizovat. Absence navázání mikrotubulů na kinetochory aktivuje kontrolní bod sestavení vřeténka, což způsobí zastavení buňky v prometafázi. Pro experimenty se synchronizací buněk se obvykle používá nocodazol v koncentraci 40-100 ng/ml kultivačního média po dobu 12-18 hodin. Delší zástava buněk v mitóze v důsledku působení nocodazolu obvykle vede k buněčné smrti apoptózou.

Další standardní buněčně biologickou aplikací nocodazolu je indukce tvorby Golgiho ministacků v eukaryotických buňkách. Perinukleární strukturální uspořádání Golgiho aparátu u eukaryot je závislé na pohybu mikrotubulů, ale narušení pohybu Golgiho elementů z endoplazmatického retikula ošetřením nocodazolem (33 μM po dobu 3 hodin) vyvolá vznik četných Golgiho elementů v sousedství výstupních míst ER. Tyto funkční miniaturní Golgiho elementy zůstávají rozmístěny po buňce a nejsou schopny se pohybovat dopředu, aby vytvořily perinukleární Golgiho elementy, protože nocodazol depolymerizoval mikrotubuly.

Také se používá s proteinem Mad2p jako lék proti mikrotubulům.

.