ดี-ไบโอทิน ถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องสำอาง โดยเฉพาะในผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่ช่วยส่งเสริมสุขภาพของเส้นผม ผิวหนัง และเล็บ เนื่องจากมีบทบาทในการสร้างเคราติน ซึ่งเป็นโปรตีนหลักที่ทำให้เส้นผมและเล็บแข็งแรง ในทางการแพทย์ ดี-ไบโอทินใช้รักษาภาวะขาดไบโอทิน ซึ่งอาจเกิดในผู้ที่มีภาวะผิดปกติในการดูดซึมสารอาหาร หรือผู้ที่ได้รับอาหารทางหลอดเลือดเป็นเวลานาน นอกจากนี้ยังมีการศึกษาเกี่ยวกับการใช้ไบโอทินในขนาดสูงเพื่อช่วยผู้ป่วยโรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง (Multiple Sclerosis) โดยเชื่อว่าช่วยเพิ่มการทำงานของเซลล์ประสาท ในอุตสาหกรรมชีววิทยา ดี-ไบโอทินถูกใช้เป็นตัวติดฉลากทางชีวภาพ (biological label) เนื่องจากสามารถจับกับโปรตีนสเตรปทิดาไวนิน (streptavidin) ได้อย่างแน่นหนา จึงนิยมใช้ในเทคนิคตรวจวิเคราะห์ต่างๆ เช่น ELISA, การตรวจหาดีเอ็นเอ หรือการแยกเซลล์เฉพาะชนิด