N-Benzyl-DL-serine Methyl Ester ใช้หลัก ๆ ในการสังเคราะห์อินทรีย์และการวิจัยทางเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการเตรียมสารประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพต่าง ๆ รวมถึงเปปไทด์และอนุพันธ์กรดอะมิโน การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการพัฒนาแคทาลิสต์และลิแกนด์แบบ chiral ซึ่งสำคัญในสังเคราะห์แบบไม่สมมาตร นอกจากนี้ ยังใช้ในการศึกษายับยั้งเอนไซม์และตัวปรับรีเซพเตอร์ สนับสนุนการค้นพบตัวแทนบำบัดใหม่ บทบาทของมันในการสังเคราะห์โมเลกุลซับซ้อนทำให้มีคุณค่าในเคมียารักษาและการพัฒนายา