D-Cysteine hydrochloride monohydrate ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการวิจัยทางชีวเคมีในฐานะสารรีดิวซ์และสารต้านอนุมูลอิสระ มันช่วยปกป้องเซลล์จากความเครียดออกซิเดชันโดยการกำจัดอนุมูลอิสระ ในการประยุกต์ใช้ทางเภสัชกรรม มันทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ยาต่างๆ โดยเฉพาะยาที่มุ่งเป้าไปที่โรคเสื่อมถอยของระบบประสาทและภาวะที่เกี่ยวข้องกับความเสียหายจากออกซิเดชัน นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการผลิตสารประกอบคีรัลและเป็นบล็อกก่อสร้างในการสังเคราะห์เปปไทด์ บทบาทของมันในการทำให้โปรตีนและเอนไซม์คงตัวทำให้มีคุณค่าในกระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพ รวมถึงการวิศวกรรมเอนไซม์และการศึกษาการพับตัวของโปรตีน