L-beta-Homohydroxyproline hydrochloride ใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมีและการพัฒนายาเภสัชกรรม เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการสังเคราะห์เปปไทด์และกรดอะมิโนที่ถูกดัดแปลง ซึ่งจำเป็นสำหรับการศึกษาโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน สารประกอบนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการออกแบบเปปไทด์คล้ายคอลลาเจน เนื่องจากมีความคล้ายคลึงทางโครงสร้างกับ hydroxyproline ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของคอลลาเจน นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาที่เล็งเป้าไปยังโรคที่เกี่ยวข้องกับคอลลาเจน เช่น ภาวะไฟโบรซิสและมะเร็งบางชนิด บทบาทของมันในการเพิ่มความเสถียรและกิจกรรมทางชีวภาพของเปปไทด์ ทำให้เป็นเครื่องมือสำคัญในเคมียารักษาและการค้นพบยาใหม่