L-Serine มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมและชีวเทคโนโลยี โดยใช้เป็นส่วนประกอบหลักในสารละลายโภชนาการทางหลอดเลือดดำ (parenteral nutrition) สำหรับผู้ป่วยที่ไม่สามารถรับสารอาหารทางปากได้เพียงพอ ช่วยสนับสนุนการสังเคราะห์โปรตีนและการทำงานของเมแทบอลิซึม

ในการเพาะเลี้ยงเซลล์และชีวเทคโนโลยี L-Serine ถูกเพิ่มลงในอาหารเลี้ยงเชื้อเพื่อสนับสนุนการเพิ่มจำนวนของเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม รวมถึงที่ใช้ในการผลิตแอนติบอดีแบบ monoclonal และวัคซีน บทบาทของมันในฐานะสารตั้งต้นสำหรับกรดอะมิโนอื่น ๆ เช่น glycine, cysteine และ D-serine ทำให้จำเป็นต่อเส้นทางเมแทบอลิซึม รวมถึงการสังเคราะห์สารสื่อประสาท

L-Serine ยังใช้ในผลิตภัณฑ์ดูแลผิวเนื่องจากคุณสมบัติให้ความชุ่มชื้น ช่วยรักษาความชุ่มชื้นของผิวและสนับสนุนการทำงานของเกราะป้องกันผิวตามธรรมชาติ จึงนิยมใช้ในสูตรสำหรับผิวแห้งหรืออ่อนไหว

นอกจากนี้ ยังมีการวิจัยเกี่ยวกับบทบาทบำบัดในโรคทางระบบประสาท เช่น ALS (Amyotrophic Lateral Sclerosis) เนื่องจากเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ sphingolipids และสารสื่อประสาทในระบบประสาทส่วนกลาง