L-脯氨酸是合成人体蛋白质的重要氨基酸之一，是氨基酸输液的原料，也是合成卡托普利、依那普利等一线降压药的中间体，已被广泛应用于食品与医药工业，也是营养增补剂、风味剂，与糖共热发生氨基酸-羧基反应，可生成特殊的香味物质。