O-Benzyl-L-serine Methyl Ester Hydrochloride ใช้หลักในการสังเคราะห์เปปไทด์และสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ โดยทำหน้าที่เป็นรูปแบบที่ได้รับการป้องกันของเซรีน ซึ่งกลุ่มเบนซิลจะป้องกันโซ่ข้าง hydroxyl ทำให้สามารถทำปฏิกิริยาเลือกที่เฉพาะเจาะจงได้ที่ตำแหน่งอื่นๆ ของโมเลกุล สารประกอบนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในเคมีเปปไทด์ โดยใช้ในการสร้างโซ่เปปไทด์ที่มีลำดับและคุณสมบัติเฉพาะ นอกจากนี้ยังใช้ในการเตรียมกรดอะมิโนที่ถูกดัดแปลง ซึ่งมีความสำคัญต่อการพัฒนายา รวมถึงยาที่เล็งเป้าไปยังเส้นทางชีวภาพเฉพาะหรือเอนไซม์ นอกจากนี้ยังประยุกต์ใช้ในงานวิจัยเพื่อศึกษากโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน รวมถึงการพัฒนาวัสดุชีวภาพใหม่ๆ บทบาทในฐานะสารกลางในการสังเคราะห์อินทรีย์ทำให้เป็นเครื่องมือที่หลากหลายในเคมียารักษาและชีวเคมี