L-Lysine monohydrate ใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารเป็นอาหารเสริมโภชนาการเพื่อเพิ่มคุณภาพโปรตีนในผลิตภัณฑ์ต่างๆ โดยเฉพาะในธัญพืชและเบเกอรี่ นอกจากนี้ยังเพิ่มลงในอาหารสัตว์เพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตและปรับปรุงสุขภาพโดยรวมในปศุสัตว์ ในภาคเภสัชกรรม ใช้ในสูตรยาเพื่อสนับสนุนการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันและช่วยในการฟื้นตัวจากโรค โดยเฉพาะการติดเชื้อไวรัส herpes simplex นอกจากนี้ยังมีบทบาทในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง โดยช่วยในการซ่อมแซมผิวหนังและการสังเคราะห์คอลลาเจน ซึ่งมีส่วนช่วยในด้านต้านริ้วรอยและการให้ความชุ่มชื้นแก่ผิว การนำไปใช้ยังขยายไปสู่โภชนาการสำหรับกีฬา ซึ่งรวมอยู่ในอาหารเสริมเพื่อสนับสนุนการฟื้นตัวของกล้ามเนื้อและการสังเคราะห์โปรตีน