Technologie syntézy peptidů je klíčovou technikou v biologickém a biomedicínském výzkumu s aplikacemi, které značně pronikly do různých oblastí, jako jsou farmacie a zdravotnictví, základní vědecký výzkum a věda o materiálech.
V oblasti vývoje léků umožňuje syntéza peptidů tvorbu terapeutických peptidů se specifickými biologickými aktivitami,-jako je inzulín a růstové hormony-pro léčbu různých onemocnění. Kromě toho mohou peptidy sloužit jako hlavní sloučeniny pro vývoj nových léčiv nebo působit jako nosiče pro konstrukci systémů pro podávání léků na bázi peptidů, jejichž cílem je zvýšit účinnost podávání léků a specifitu cílení.
Ve výzkumu vakcín mohou syntetické peptidy fungovat jako antigeny pro vývoj syntetických peptidových vakcín určených k prevenci a léčbě infekčních onemocnění a rakoviny; mohou také sloužit jako adjuvans vakcíny pro zesílení imunitních odpovědí.
Pokud jde o biomarkery, syntéza specifických peptidů umožňuje jejich využití jako biomarkerů pro včasnou diagnostiku a monitorování onemocnění nebo jako biologické sondy pro zkoumání biologických funkcí buněk a molekul.
Při studiu biologické aktivity syntéza peptidových variant usnadňuje zkoumání strukturních-vztahů mezi aktivitou-korelací mezi strukturou peptidu a jeho biologickou funkcí-nebo umožňuje použití peptidů jako nástrojů pro studium proteinových-interakcí s proteiny a signálních transdukčních drah.
V oblasti materiálové vědy lze peptidy využít k výrobě materiálů s biokompatibilitou a biologickou aktivitou,-jako jsou lešení pro tkáňové inženýrství a nosiče léčiv-, a také k povrchové modifikaci nanočástic a sestavování nanostruktur.