半胱氨酸盐酸盐可溶于水，制成针剂或片剂可迅速被人体所吸收。它是羧甲基半胱氨酸和乙酰基半胱氨酸生产的主要原料。

L-半胱氨酸盐酸盐在临床上能治疗白血球减少症，及由于施用抗癌药物和放射性药物所引起的白血球减少症，以及重金属中毒解毒剂。此外还用于治疗中毒性肝炎、血小板减少、皮肤溃疡，并能预防肝坏死症，有治疗气管炎和化痰作用，对丙稀晴和芳香族中毒有解毒作用，有预防放射线损伤的作用