Fmoc-D-Lys-OH.HCl นิยมใช้ในการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยเฉพาะในกระบวนการ Solid-phase peptide synthesis (SPPS) ซึ่งเป็นเทคนิคหลักในการสร้างสายเปปไทด์ในห้องปฏิบัติการ เนื่องจากกลุ่ม Fmoc (Fluorenylmethyloxycarbonyl) ทำหน้าที่เป็นกลุ่มป้องกันที่สามารถกำจัดออกได้ง่ายโดยใช้เบส เช่น ไพเพอริดีน ทำให้สามารถควบคุมขั้นตอนการสังเคราะห์ได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ ยังใช้ในการศึกษาทางชีวเคมีและเภสัชวิทยาเพื่อพัฒนายาและสารชีวโมเลกุลใหม่ๆ ที่มีความจำเพาะและประสิทธิภาพสูง