甲硫氨酸是构成人体的氨基酸之一，参与蛋白质合成。因其不能在体内自身生成，所以必须由外部获得。如果甲硫氨酸缺乏就会导致体内蛋白质合成受阻，造成机体损害。体内氧自由基造成的膜脂质过度氧化是导致机体多种损害的原因。脂质过氧化物会损害初级和次级溶酶体膜，使溶酶体内含有的作为水解的酸性磷酸酶释放出来，对细胞和线粒体膜等重要的细胞器造成损害，甲硫氨酸通过多种途径抗击这些损害。

DL-蛋氨酸（DL-Methionine）用途：

营养增补剂。与L-型蛋氨酸的生理效果相同，但价格低（L-型由DL-型制得），故一般均用DL-蛋氨酸。在燕麦、黑麦、米、玉米、小麦、花生粉、大豆、土豆、菠菜等植物性食品中属于限制氨基酸。添于上述食品中以改善氨基酸平衡。需要量随胱氨酸摄入量而异。成人男子需要量为1.1g/d。

海胆味与蛋氨酸有关，海胆甜味与甘氨酸、丙氨酸有关，苦味与缬氨酸有关，鲜味与谷氨酸等有关，因此可将这些氨基酸配制成调味剂。

尚用于氨基酸输液，综合氨基酸制剂。

按我国GB2760-86规定可用作香料。