Tehnologija sinteze peptida je ključna tehnika u biološkim i biomedicinskim istraživanjima, s primjenama koje su u velikoj mjeri prožimale različita polja kao što su farmacija i zdravstvo, fundamentalna naučna istraživanja i nauka o materijalima.
U domenu razvoja lijekova, sinteza peptida omogućava stvaranje terapeutskih peptida koji posjeduju specifične biološke aktivnosti-kao što su insulin i hormoni rasta-za liječenje različitih bolesti. Nadalje, peptidi mogu poslužiti kao olovna jedinjenja za razvoj novih farmaceutskih proizvoda, ili djelovati kao nosači za konstruiranje sistema za isporuku lijekova zasnovanih na peptidima- čiji je cilj povećanje efikasnosti isporuke lijekova i specifičnosti ciljanja.
U istraživanju vakcina, sintetički peptidi mogu funkcionirati kao antigeni za razvoj sintetičkih peptidnih vakcina dizajniranih za prevenciju i liječenje zaraznih bolesti i raka; mogu poslužiti i kao pomoćna sredstva za vakcinu za povećanje imunološkog odgovora.
Što se tiče biomarkera, sinteza specifičnih peptida omogućava im da se koriste kao biomarkeri za ranu dijagnozu i praćenje bolesti, ili kao biološke sonde za istraživanje bioloških funkcija ćelija i molekula.
U proučavanju biološke aktivnosti, sinteza varijanti peptida olakšava istraživanje strukturnih{0}}odnosa aktivnosti-korelacije između strukture peptida i njegove biološke funkcije-ili omogućava da se peptidi koriste kao alati za proučavanje proteinskih-proteinskih interakcija i puteva transdukcije signala.
U oblasti nauke o materijalima, peptidi se mogu koristiti za proizvodnju materijala koji imaju biokompatibilnost i biološka aktivnost-kao što su skele za tkivno inženjerstvo i nosači lijekova-, kao i za modifikaciju površine nanočestica i sklapanje nanostruktura.