วาลีนเป็นกรดอะมิโนที่สำคัญในการเสริมสร้างและซ่อมแซมเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ โดยถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมเป็นส่วนประกอบหลักในน้ำเกลือฉีดสำหรับผู้ป่วยที่ไม่สามารถรับประทานอาหารทางปากได้ ช่วยในกระบวนการเมแทบอลิซึมของกล้ามเนื้อ นอกจากนี้ยังเป็นส่วนผสมสำคัญในผลิตภัณฑ์เสริมอาหารสำหรับกีฬา ส่งเสริมการเจริญเติบโตของกล้ามเนื้อ ความทนทาน และการฟื้นตัวหลังกิจกรรมทางกายที่หนักหน่วง ในอุตสาหกรรมอาหาร วาลีนถูกเพิ่มเข้าไปในอาหารและเครื่องดื่มที่เสริมสารอาหารเพื่อเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการ โดยเฉพาะในผลิตภัณฑ์ที่มุ่งเป้าไปที่นักกีฬาหรือบุคคลที่มีภาวะขาดโปรตีน นอกจากนี้ยังมีบทบาทในสูตรอาหารสัตว์เพื่อปรับปรุงการเจริญเติบโตของปศุสัตว์และสุขภาพโดยรวม การประยุกต์ใช้ในเทคโนโลยีชีวภาพรวมถึงการใช้เป็นหน่วยย่อยในการสังเคราะห์เปปไทด์และการวิจัยวิศวกรรมโปรตีน วาลีนยังมีบทบาทในการรักษาสมดุลของไนโตรเจนในร่างกายและช่วยในการทำงานของระบบประสาท โดยเฉพาะในกระบวนการสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาท และพบในแหล่งธรรมชาติเช่น เนื้อสัตว์ ผลิตภัณฑ์นม และพืชตระกูลถั่ว