L-Lysine ใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหารสัตว์เพื่อปรับสมดุลองค์ประกอบกรดอะมิโน โดยเฉพาะในอาหารสำหรับสัตว์ปีกและสุกร เพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตที่เหมาะสมและการสังเคราะห์โปรตีน จะถูกเพิ่มเข้าไปในอาหารมังสวิรัติและอาหารที่ขาดโปรตีนเพื่อให้มั่นใจถึงการรับประทานกรดอะมิโนจำเป็นที่เพียงพอ ในด้านเภสัชกรรม L-Lysine ใช้ในอาหารเสริมโภชนาการและสารละลายสำหรับให้อาหารทางหลอดเลือดดำเพื่อสนับสนุนการซ่อมแซมเนื้อเยื่อและการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน นอกจากนี้ยังมีการศึกษาบทบาทของ L-Lysine ในการจัดการการติดเชื้อไวรัส herpes simplex ซึ่งอาจช่วยลดความถี่และความรุนแรงของการกำเริบโดยการรบกวนการเผาผลาญอาร์จินีน ซึ่งไวรัสต้องการในการสืบพันธุ์

นอกจากนี้ L-Lysine ยังทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการผลิตยาปฏิชีวนะ เช่น cephalosporins และใช้ในโพลิเมอร์ย่อยสลายได้ทางชีวภาพสำหรับการใช้งานทางการแพทย์และอุตสาหกรรม

ใช้ L-Lysine เป็นส่วนประกอบในอาหารเสริมเพื่อสนับสนุนการเจริญเติบโตของร่างกาย โดยเฉพาะในเด็ก ผู้สูงอายุ และผู้ที่ต้องการโปรตีนเพิ่มเติม นิยมใช้ในผลิตภัณฑ์เสริมอาหารเพื่อช่วยเสริมสร้างกล้ามเนื้อ ซ่อมแซมเนื้อเยื่อ และสนับสนุนระบบภูมิคุ้มกัน นอกจากนี้ยังใช้เพื่อช่วยลดอาการและป้องกันการกลับมาของแผลร้อนในหรือเริม เนื่องจาก L-Lysine ช่วยรบกวนการเผาผลาญของอาร์จินีน ซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่ไวรัสเริมต้องการในการเจริญเติบโต

ในอุตสาหกรรมอาหาร ใช้ L-Lysine เป็นสารเติมแต่งในอาหารสัตว์ โดยเฉพาะอาหารสำหรับสุกรและสัตว์ปีก เพื่อปรับสมดุลกรดอะมิโนและส่งเสริมการเจริญเติบโตอย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยลดต้นทุนการเลี้ยงและเพิ่มผลผลิต

นอกจากนี้ยังมีการศึกษาว่า L-Lysine อาจช่วยในการดูดซึมแคลเซียม และอาจมีบทบาทในการรักษาสุขภาพกระดูก โดยเฉพาะในผู้สูงอายุที่มีความเสี่ยงต่อโรคกระดูกพรุน