L-Lysine HCl ใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มในฐานะอาหารเสริมโภชนาการเพื่อเสริมคุณค่าให้ผลิตภัณฑ์ โดยเฉพาะในธัญพืช อาหารอบ และเครื่องดื่มโปรตีน เพื่อเพิ่มปริมาณกรดอะมิโน สิ่งนี้จำเป็นต่อสุขภาพมนุษย์ เนื่องจากช่วยในการสังเคราะห์โปรตีน การทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน และการดูดซึมแคลเซียม ทำให้เป็นส่วนผสมหลักในผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและผลิตภัณฑ์สุขภาพ

ในอาหารสัตว์ ถูกเพิ่มเข้าไปเพื่อปรับปรุงการเจริญเติบโตและพัฒนาการของปศุสัตว์ โดยให้ไลซีนเพียงพอ ซึ่งมักขาดในอาหารจากพืช ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้อาหารและส่งเสริมสัตว์ที่แข็งแรงและเจริญเติบโตเร็วขึ้น

ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม ใช้ในสูตรยาเพื่อรักษาและป้องกันการขาดไลซีน การติดเชื้อไวรัส herpes simplex และสนับสนุนการฟื้นตัวหลังผ่าตัดหรือบาดเจ็บ บทบาทในการผลิตคอลลาเจนยังทำให้มีคุณค่าในผลิตภัณฑ์ดูแลผิวที่มุ่งปรับปรุงความยืดหยุ่นและการซ่อมแซมผิว

นอกจากนี้ ยังใช้ในอาหารเลี้ยงเซลล์เป็นแหล่งสารอาหารสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในงานวิจัยและกระบวนการผลิตทางเทคโนโลยีชีวภาพ