Технологија синтезе пептида је кључна техника у биолошким и биомедицинским истраживањима, са применама које су у великој мери прожеле различите области као што су фармација и здравство, фундаментална научна истраживања и наука о материјалима.
У домену развоја лекова, синтеза пептида омогућава стварање терапеутских пептида који поседују специфичне биолошке активности-као што су инсулин и хормони раста-за лечење различитих болести. Штавише, пептиди могу да служе као оловна једињења за развој нових фармацеутских производа, или да делују као носачи за конструисање система за испоруку лекова заснованих на пептидима- који имају за циљ побољшање ефикасности испоруке лекова и специфичности циљања.
У истраживању вакцина, синтетички пептиди могу функционисати као антигени за развој синтетичких пептидних вакцина дизајнираних за превенцију и лечење заразних болести и рака; они такође могу послужити као помоћна средства за вакцину за повећање имунолошких одговора.
Што се тиче биомаркера, синтеза специфичних пептида омогућава им да се користе као биомаркери за рану дијагнозу и праћење болести, или као биолошке сонде за истраживање биолошких функција ћелија и молекула.
У проучавању биолошке активности, синтеза варијанти пептида олакшава истраживање -односа активности-корелације између структуре пептида и његове биолошке функције- или омогућава да се пептиди користе као алати за проучавање протеинских-протеинских интеракција и путева трансдукције сигнала.
У области науке о материјалима, пептиди се могу користити за производњу материјала са биокомпатибилношћу и биолошком активношћу-као што су скеле за ткивно инжењерство и носачи лекова-, као и за модификацију површине наночестица и склапање наноструктура.