ใช้ในงานวิจัยด้านชีวเคมีสำหรับศึกษาการเมแทบอลิซึมของกรดอะมิโนและกลไกของเอนไซม์ โดยเฉพาะในเส้นทางการสังเคราะห์เมไธโอนีนและธรีโอนีน ทำหน้าที่เป็นหน่วยย่อยในการสังเคราะห์เปปไทด์และกรดอะมิโนที่ถูกดัดแปลงสำหรับการพัฒนายา นอกจากนี้ยังใช้ในสูตรสื่อเพาะเลี้ยงเซลล์เพื่อสนับสนุนการเจริญเติบโตของสายพันธุ์จุลินทรีย์ auxotrophic ที่ต้องการโฮโมซีรีน โดยเฉพาะในระบบการหมักเพื่อศึกษาและผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนท์

ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นหรือสารยับยั้งเพื่อควบคุมการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์กรดอะมิโนในกระบวนการเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์ เช่น ในแบคทีเรีย ยังใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อน เช่น วิตามิน หรือสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพบางชนิด รวมถึงการพัฒนายาที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของเอนไซม์ในเส้นทางเมแทบอลิซึม

รูปแบบเกลือ hydrochloride ช่วยเพิ่มความละลายและความเสถียรในสารละลายน้ำ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการด้านชีววิทยาโมเลกุลและการศึกษาเมแทบอลิซึม