L-Serine ethyl ester hydrochloride ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีน โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญในเคมีอินทรีย์ มีคุณค่าอย่างยิ่งในการผลิตยา ที่ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารกลางสำหรับยาที่เล็งเป้าไปยังความผิดปกติทางระบบประสาทและเมแทบอลิซึม ในงานวิจัยทางชีวเคมี ถูกนำมาใช้ในการศึกษากลไกของเอนไซม์และปฏิกิริยาโปรตีน เนื่องจากสามารถเลียนแบบโครงสร้างของกรดอะมิโนตามธรรมชาติ นอกจากนี้ ยังพบการประยุกต์ใช้ในการพัฒนาสูตรเครื่องสำอาง โดยช่วยในการคงตัวและเพิ่มประสิทธิภาพของส่วนประกอบที่ใช้งานได้ บทบาทในสารเคมีเกษตรก็มีส่วนสำคัญ เนื่องจากช่วยในการสร้างสารประกอบที่ปรับปรุงการเจริญเติบโตและความยืดหยุ่นของพืช