L-Cysteine-sulfone ใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมีและเภสัชกรรมในฐานะอนุพันธ์ที่เสถียรของ cysteine โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีนที่ถูกดัดแปลง ซึ่งกลุ่มซัลโฟนของมันให้ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการย่อยสลายจากเอนไซม์ ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายมีความเสถียรสูงขึ้น นอกจากนี้ยังนำมาใช้ในการศึกษาการยับยั้งเอนไซม์ โดยเฉพาะ cysteine proteases เนื่องจากสามารถเลียนแบบสถานะเปลี่ยนผ่านในปฏิกิริยาคาตาลิติก L-Cysteine-sulfone ยังมีบทบาทในการพัฒนาสารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพ รวมถึงยารักษาที่มีศักยภาพสำหรับโรคระบบประสาทเสื่อมถอยและมะเร็ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนเส้นทาง redox คุณสมบัติทางโครงสร้างของมันทำให้มีคุณค่าในการสำรวจความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน รวมถึงการออกแบบ prodrugs ที่ถูกกระตุ้นโดยเอนไซม์