โพลี-แอล-ไลซีนเป็นสารพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรม โดยเฉพาะชีววิทยา เวชศาสตร์ และอื่นๆ หนึ่งในงานหลักคือการเป็นสารเคลือบผิวเพื่อช่วยยึดเกาะเซลล์บนพื้นผิวต่างๆ เช่น แก้วหรือพลาสติก ซึ่งมีประโยชน์ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ในห้องปฏิบัติการ โดยเฉพาะเซลล์ที่เพาะเลี้ยงยากอย่างเซลล์ประสาท ในงานวิจัยและการวินิจฉัย นอกจากนี้ยังใช้ในเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อตรึงดีเอ็นเอและโปรตีนบนพื้นผิวแข็ง รวมถึงการผลิตไมโครแอเรย์เพื่อวิเคราะห์ตัวอย่างอย่างมีประสิทธิภาพ ในด้านเวชศาสตร์ ถูกนำมาใช้เป็นส่วนประกอบในสารส่งยาหรือวัคซีนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งผ่านเซลล์และระบบภูมิคุ้มกัน ในอุตสาหกรรมอาหาร ทำหน้าที่เป็นสารกันเสียตามธรรมชาติจากคุณสมบัติต้านจุลินทรีย์เพื่อยืดอายุสินค้า ในเครื่องสำอาง ช่วยปรับปรุงเนื้อสัมผัสและความเสถียรของสูตร