天冬氨酸能調節腦和神經的代謝功能，其左旋體L-天冬氨酸廣泛用做氨解毒劑，肝機能促進劑，疲勞恢復劑等醫藥用品和各種清涼飲料的新增劑;其外消旋體DL-天冬氨酸(DL-Asp)可用於合成DL-天冬氨酸鉀鎂鹽(脈安定)[1]，可用於治療心律失常、心動過速、心力衰竭、心肌梗塞、心絞痛、肝炎和肝硬化等疾病。DL-天冬氨酸還可作為合成多肽的原料，它的氨基酸的取代衍生物(NMDLA)可以作為治療神經類疾病和大腦疾病的藥物，如天冬氨酸的衍生物N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)能明顯增強視神經單元放電單元的興奮作用，可作為哺乳動物中樞神經系統中重要的興奮神經遞質受體之一。

天門冬氨酸在醫藥，食品和化工等方面有著廣泛的用途。

在醫藥方面，可以用於治療心臟病，肝臟病，高血壓症，具有防止和恢復疲勞的作用，和多種氨基酸一起，製成氨基酸輸液，用作氨解毒劑，肝功能促進劑，疲勞恢復劑。

在食品工業方面，是一種良好的營養增補劑，添加於各種清涼飲料；也是甜味素（阿斯巴甜）-天冬醯苯丙氨酸甲酯的主要原料。

在化工方面，可以作為製造合成樹脂的原料。亦可作為化妝品的營養性新增劑等。