از مهم‌ترین نقش‌های L-Glutamine، مشارکت درحفظ سیستم ایمنی بدن است. این آمینواسید به عنوان یک ماده مغذی ضروری برای فعالیت و تکثیر سلول‌های ایمنی مانند لنفوسیت‌ها و ماکروفاژها عمل می‌کند. همچنین، ال-گلوتامین در تقویت عملکرد سیستم ایمنی و افزایش مقاومت بدن در برابر عفونت‌ها نقش دارد.

ال-گلوتامین در حفظ سلامت دستگاه گوارش نیز نقش مهمی ایفا می‌کند. این آمینواسید به عنوان یک ماده غذایی برای سلول‌های موجود در دیواره روده عمل کرده و از این طریق در حفظ سلامت و یکپارچگی دستگاه گوارش نقش دارد.

علاوه براین، ال-گلوتامین در کاهش التهاب و بهبود عملکرد روده در افراد مبتلا به بیماری‌های گوارشی مانند کولیت زخمی و بیماری کرون مؤثر است.

یکی دیگر از کاربردهای مهم ال-گلوتامین، نقش آن در بهبود عملکرد ورزشکاران و افزایش توان ورزشی است. این آمینواسید به عنوان یک ماده مغذی ضروری برای عضلات عمل کرده و می‌تواند در بازیابی و ترمیم عضلات پس از فعالیت‌های ورزشی شدید مؤثر باشد. همچنین، ال-گلوتامین می‌تواند به کاهش خستگی و افزایش عملکرد ورزشی کمک کند.

برخی مطالعات نشان داده‌اند که ال-گلوتامین ممکن است در بهبود عملکرد شناختی و کاهش خطر ابتلا به برخی بیماری‌های مغزی مانند آلزایمر نیز مؤثر باشد.