亮氨酸可作为营养增补剂、调味增香剂。 可配制氨基酸输液及综合氨基酸制剂，降血糖剂，植物生长促进剂。
亮氨酸的作用包括与异亮氨酸和缬氨酸一起合作修复肌肉，控制血糖，并给身体组织提供能量。它还提高生长激素的产量，并帮助燃烧内脏脂肪，这些脂肪由于处于身体内部，仅通过节食和锻炼难以对它们产生有效作用。
亮氨酸，异亮氨酸和缬氨酸都是支链氨基酸，它们有助于促进训练后的肌肉恢复。其中亮氨酸是最有效的一种支链氨基酸，可以有效防止肌肉损失，因为它能够更快的分解转化为葡萄糖。增加葡萄糖可以防止肌肉组织受损。
由于它很容易转化为葡萄糖，因此亮氨酸有助于调节血糖水平。白氨酸缺乏的人会出现类似低血糖的症状，如头痛，头晕，疲劳，抑郁，精神错乱，和易怒等。
亮氨酸最好的食物来源包括糙米，豆类，肉类，坚果，大豆粉，和全麦。