L-N-Benzylserine Methyl Ester ถูกนำมาใช้หลัก ๆ ในงานสังเคราะห์อินทรีย์และการวิจัยทางเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการเตรียมสารประกอบชีวภาพต่าง ๆ รวมถึงเปปไทด์และอนุพันธ์กรดอะมิโน กลุ่มเบนซิลและเอสเตอร์ของมันทำให้เป็นหน่วยย่อยที่หลากหลายสำหรับการสร้างโมเลกุลซับซ้อน โดยเฉพาะในการพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาทและโรคเมแทบอลิซึม นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาคีเรลและลิแกนด์สำหรับการเร่งปฏิกิริยาแบบอะซิมเมトリก ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความเลือกสรรของปฏิกิริยาเคมี การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการศึกษากลไกของเอนไซม์และการออกแบบตัวยับยั้งเอนไซม์ สนับสนุนความก้าวหน้าทางเคมียารักษาและชีวเคมี