亮氨酸可作為營養增補劑；調味增香劑。 可配制氨基酸輸液及綜合氨基酸制劑，降血糖劑，植物生長促進劑。
亮氨酸的作用包括與異亮氨酸和纈氨酸一起合作修復肌肉，控制血糖，并給身體組織提供能量。它還提高生長激素的產量，并幫助燃燒內臟脂肪，這些脂肪由于處于身體內部，僅通過節食和鍛煉難以對它們產生有效作用。 
亮氨酸，異亮氨酸和纈氨酸都是支鏈氨基酸，它們有助于促進訓練后的肌肉恢復。其中亮氨酸是最有效的一種支鏈氨基酸，可以有效防止肌肉損失，因為它能夠更快的分解轉化為葡萄糖。增加葡萄糖可以防止肌肉組織受損，因此它特別適合健美運動員。白氨酸還促進骨骼，皮膚，以及受損肌肉組織的愈合，醫生通常建議手術后患者采取亮氨酸補充劑。 
由于它很容易轉化為葡萄糖，因此亮氨酸有助于調節血糖水平。白氨酸缺乏的人會出現類似低血糖的癥狀，如頭痛，頭暈，疲勞，抑郁，精神錯亂，和易怒等。 
亮氨酸最好的食物來源包括糙米，豆類，肉類，堅果，大豆粉，和全麥。由于它是一種必不可少的氨基酸，這意味著身體不能自己生產，只能通過飲食獲得。從事高強度體力活動和低蛋白質飲食的人，應該考慮采取白氨酸補充。盡管有獨立補充形式，但是最好還是與異亮氨酸和纈氨酸一起攝入。因此，選擇混合型補充劑更為方便。 
但是和任何東西一樣，過量攝入亮氨酸也會造成副作用，大量攝入已知與糙皮病，維生素A缺乏癥等問題有關系，并會引起皮炎，腹瀉，精神失常等問題。飲食中含有過多亮氨酸還會增加體內氨的數量，并破壞肝，腎功能。因此，除非咨詢過醫生，否則肝或腎功能受損患者不應該采用大劑量的亮氨酸，這會導致病情惡化。