L-O-Phosphoserine ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในด้านชีวเคมีและวิทยาศาสตร์การอาหาร เนื่องจากเป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์โปรตีนและเอนไซม์ โดยเฉพาะในกระบวนการ phosphorylation ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการทำงานของเซลล์ นอกจากนี้ยังถูกใช้ในการศึกษากลไกการส่งสัญญาณภายในเซลล์และการทำงานของระบบประสาท ในอุตสาหกรรมอาหาร L-O-Phosphoserine ถูกนำมาใช้เป็นสารเติมแต่งเพื่อเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการและปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหาร โดยเฉพาะในผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและเครื่องดื่มสุขภาพ