用于氨基酸合成，还可作为特种环氧树脂和水溶性树脂、杀菌剂、防腐剂等。其衍生物如1,3-二氯-5,5-二甲基乙内酰脲可用作氯化剂、消毒杀菌剂，3-羟甲基-5,5-二甲基乙内酰脲可用作甲醛化剂、防腐剂等。 用于合成卤代海因；用于生产海因环氧树脂；作为水溶性5,5-二甲基海因甲醛树脂及粘合剂的原料；用于合成1,3(β-羟乙基)-5,5-二甲基海因；用于合成N-氯化杂环杀菌剂；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。