(S)-Pyrrolidine-3-carboxamide Hydrochloride ถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานวิจัยและพัฒนายา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นสารตัวกลางสำคัญในการสังเคราะห์สารที่มีกิจกรรมทางชีวภาพต่างๆ มีบทบาทสำคัญในการสร้างยาที่มุ่งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาท เช่น โรคพาร์กินสันและโรคอัลไซเมอร์ เนื่องจากโครงสร้างที่เข้ากันได้กับตัวรับสารสื่อประสาท นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาตัวยับยั้งเอนไซม์และตัวโมดูเลเตอร์สำหรับการประยุกต์ใช้ทางบำบัด ธรรมชาติแบบคีรัลของมันยังมีคุณค่าสำคัญในการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริก ซึ่งช่วยในการผลิตยาที่มีความบริสุทธิ์ทางเอนานติโอเมอร์ สารประกอบนี้มักถูกนำมาใช้ในเคมียาเพื่อปรับแต่งตัวสมัครยาให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและลดผลข้างเคียง