属必需氨基酸。成人男子需要量为10mg/（kg·d）。L-型的生理效果为D-型的2倍。如缺乏可引起神经障碍、停止发育、体重下降、贫血等。作为营养增补剂，可与其他必需氨基酸共同配制氨基酸输液、综合氨基酸制剂。米制糕饼中添加缬氨酸（1g/kg），产品有芝麻香，用于面包亦能改善风味。