Technológia syntézy peptidov je kľúčovou technikou v biologickom a biomedicínskom výskume s aplikáciami, ktoré značne prenikli do rôznych oblastí, ako sú farmácia a zdravotníctvo, základný vedecký výskum a materiálová veda.
V oblasti vývoja liekov umožňuje syntéza peptidov vytváranie terapeutických peptidov so špecifickými biologickými aktivitami,-ako sú inzulín a rastové hormóny-na liečbu rôznych chorôb. Okrem toho môžu peptidy slúžiť ako hlavné zlúčeniny na vývoj nových liečiv alebo pôsobiť ako nosiče na zostavenie systémov na dodávanie liekov na báze peptidov, ktorých cieľom je zvýšiť účinnosť podávania liekov a špecifickosť zacielenia.
Vo výskume vakcín môžu syntetické peptidy fungovať ako antigény na vývoj syntetických peptidových vakcín určených na prevenciu a liečbu infekčných chorôb a rakoviny; môžu tiež slúžiť ako vakcínové adjuvans na zosilnenie imunitných reakcií.
Čo sa týka biomarkerov, syntéza špecifických peptidov umožňuje ich využitie ako biomarkerov na včasnú diagnostiku a monitorovanie chorôb alebo ako biologické sondy na skúmanie biologických funkcií buniek a molekúl.
Pri štúdiu biologickej aktivity syntéza peptidových variantov uľahčuje skúmanie štruktúrnych{0}}vzťahov aktivity-korelácie medzi štruktúrou peptidu a jeho biologickou funkciou-alebo umožňuje použitie peptidov ako nástrojov na štúdium proteínových-interakcií a dráh prenosu signálu.
V oblasti materiálovej vedy možno peptidy využiť na výrobu materiálov s biokompatibilitou a biologickou aktivitou-ako sú lešenia pre tkanivové inžinierstvo a nosiče liečiv-, ako aj na povrchovú modifikáciu nanočastíc a zostavovanie nanoštruktúr.