เทคโนโลยีการสังเคราะห์เปปไทด์เป็นเทคนิคสำคัญในการวิจัยทางชีววิทยาและชีวการแพทย์ โดยมีการใช้งานที่แพร่หลายอย่างกว้างขวาง เช่น เภสัชกรรมและการดูแลสุขภาพ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน และวัสดุศาสตร์
ในขอบเขตของการพัฒนายา การสังเคราะห์เปปไทด์ทำให้เกิดการสร้างเปปไทด์สำหรับการรักษาซึ่งมีฤทธิ์ทางชีวภาพจำเพาะ-เช่น อินซูลินและฮอร์โมนการเจริญเติบโต-สำหรับการรักษาโรคต่างๆ นอกจากนี้ เปปไทด์สามารถทำหน้าที่เป็นสารประกอบตะกั่วสำหรับการพัฒนายารักษาโรคใหม่ๆ หรือทำหน้าที่เป็นตัวพาในการสร้างระบบการนำส่งยาที่ใช้เปปไทด์- โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการนำส่งยาและความจำเพาะในการกำหนดเป้าหมาย
ในการวิจัยวัคซีน เปปไทด์สังเคราะห์สามารถทำหน้าที่เป็นแอนติเจนสำหรับการพัฒนาวัคซีนเปปไทด์สังเคราะห์ที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันและรักษาโรคติดเชื้อและมะเร็ง นอกจากนี้ยังอาจทำหน้าที่เป็นตัวเสริมวัคซีนเพื่อเพิ่มการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน
ในส่วนของตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ การสังเคราะห์เปปไทด์ที่เฉพาะเจาะจงช่วยให้สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับการวินิจฉัยและติดตามโรคในระยะเริ่มแรก หรือเป็นเครื่องมือตรวจสอบทางชีวภาพเพื่อตรวจสอบการทำงานทางชีวภาพของเซลล์และโมเลกุล
ในการศึกษากิจกรรมทางชีววิทยา การสังเคราะห์ตัวแปรของเปปไทด์ช่วยอำนวยความสะดวกในการตรวจสอบโครงสร้าง-ความสัมพันธ์ของกิจกรรม-ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของเปปไทด์และการทำงานทางชีววิทยาของมัน- หรือทำให้สามารถใช้เปปไทด์เป็นเครื่องมือในการศึกษา-อันตรกิริยาของโปรตีนและวิถีทางการถ่ายโอนสัญญาณ
ในสาขาวัสดุศาสตร์ เปปไทด์สามารถนำไปใช้ในการผลิตวัสดุที่มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพและกิจกรรมทางชีวภาพ-เช่น โครงสร้างทางวิศวกรรมเนื้อเยื่อและตัวพายา-ตลอดจนสำหรับการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของอนุภาคนาโนและการประกอบโครงสร้างนาโน