L-蛋氨酸用作营养增补剂，饲料添加剂;因本品与胱氨酸均属含硫氨基酸，在动物蛋白中大量存在，而在植物蛋白中，如燕麦、黑麦、大米、玉米、小麦、花生、大豆、土豆、菠菜等植物性食品中属于限制氨基酸，含量较少。
还可用于合成药用维生素，利用其抗脂肪肝的作用，可用于生产 保肝制剂；在食品方面，用于食品的氨基酸强化及食品保健品的加工，可用作营养增补剂，由于有特殊气味，故只用于鱼糕类的制品；在饲料工业中，蛋氨酸的用量 大，用作饲料的营养强化剂，弥补氨基酸平衡的饲料添加剂，在氨基酸类营养饲料添加剂的品种中，蛋氨酸60%，赖氨酸占30%，其他氨基酸约占10%。
人体必需的氨基酸之一， 缺乏会引起肝脏、肾脏障碍。对于保护肝功能尤其重要。能促进毛发、指甲生长，并具有和增强肌肉活动能力等作用。
海胆味与蛋氨酸有关，可配制成调味剂。
尚用于氨基酸输液，综合氨基酸制剂。
