1.主要用作营养增补剂。与葡萄糖共热易生成焦香和巧克力香味，有增香作用。也可用于生化研究。
2.作饲料营养强化剂，苏氨酸是一种必需的氨基酸。苏氨酸常添加到未成年仔猪和家禽的饲料中，是猪饲料的第二限制氨基酸和家禽饲料的第三限制氨基酸。添加于以小麦，大麦等谷物为主的饲料中。
3.营养添加剂，亦用于配制氨基酸输液和综合氨基酸制剂。
4.用于消化溃疡的辅助治疗。也可治贫血及心绞痛、主动脉炎、心功能不全等心血管系统疾患。