L-Serine ถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมเป็นส่วนประกอบหลักในการสังเคราะห์ยาหลายชนิด รวมถึงยาต้านไวรัสและยาปฏิชีวนะ

ทำหน้าที่เป็นบล็อกก่อสร้างสำหรับเปปไทด์และโปรตีนในงานประยุกต์ทางชีวเทคโนโลยี โดยเฉพาะในสูตรอาหารเพาะเลี้ยงเซลล์สำหรับการผลิตแอนติบอดีส์โมโนโคลนอลและโปรตีนรีคอมบิแนนต์

L-Serine มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง เนื่องจากช่วยกักเก็บความชุ่มชื้นให้กับผิว ทำให้ผิวนุ่มและลดอาการแห้งลอก นิยมใช้ในผลิตภัณฑ์บำรุงผิว เช่น มอยส์เจอไรเซอร์ ครีม โลชั่น และสบู่ โดยช่วยปรับปรุงการทำงานของเกราะป้องกันผิวและการชุ่มชื้น โดยเฉพาะในผลิตภัณฑ์สำหรับผิวอ่อนไหวหรือผิวแห้ง

ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม L-Serine ใช้เป็นสารเติมแต่งเพื่อเสริมคุณค่าทางโภชนาการ โดยเฉพาะในอาหารสำหรับผู้สูงอายุหรือผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพสมอง เนื่องจากมีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการเมแทบอลิซึม รวมถึงการสังเคราะห์สฟิงโกไลปิดและสารสื่อประสาทในระบบประสาทส่วนกลาง

ในงานวิจัยทางชีววิทยาและชีวเคมี L-Serine ใช้เป็นส่วนประกอบของสื่อเพาะเลี้ยงเซลล์ รวมถึงใช้ในการศึกษาเส้นทางการเผาผลาญของกรดอะมิโน การสร้างโปรตีนในเซลล์ และโรคทางระบบประสาท โดยทำหน้าที่เป็น neuromodulator และสารตั้งต้นของ D-serine ซึ่งมีอิทธิพลต่อการทำงานของตัวรับ NMDA

นอกจากนี้ยังมีการศึกษาเกี่ยวกับการใช้ L-Serine สนับสนุนสุขภาพทางระบบประสาท โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่มีภาวะขาดสารนี้ ซึ่งอาจส่งผลต่อการทำงานของสมองและระบบประสาทส่วนกลาง