DL-serine ethyl ester hydrochloride ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิจัยทางชีวเคมีในฐานะสารตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์เปปไทด์และโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนอื่นๆ โดยทำหน้าที่เป็นหน่วยพื้นฐานในการผลิตอนุพันธ์ของเซรีน ซึ่งจำเป็นสำหรับการศึกษาเกี่ยวกับกลไกของเอนไซม์และปฏิกิริยาของโปรตีน ในด้านการประยุกต์ใช้ทางเภสัชกรรม มันถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปที่ความผิดปกติทางระบบประสาท เนื่องจากเซรีนมีบทบาทในการควบคุมสารสื่อประสาท นอกจากนี้ ยังมีการใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบคิรัล ซึ่งช่วยในการสร้างสารที่บริสุทธิ์ทางเอนานติโอเมอร์สำหรับเคมีทางการแพทย์ รูปแบบเอสเทอร์ของมันช่วยเพิ่มความละลาย ทำให้เหมาะสมสำหรับโปรโตคอลการทดลองต่างๆ ในการสังเคราะห์อินทรีย์