谷氨酰胺可用于治疗胃溃疡及十二指肠溃疡，慢性及急性胃炎，以及各种胃肠道疾病引起的胃酸过多，也用于改善脑功能。治疗胃肠道疾病的作用机理为，谷氨酰胺是肠道粘膜细胞代谢必需的营养物质，对维持肠道粘膜上皮结构的完整性起着十分重要的作用。
可以有效的促进黏膜的修复，溃疡面的愈合，以及黏膜细胞的再生。常用于胃溃疡，十二指肠溃疡，糜烂性胃炎等疾病的治疗。最主要的作用机理，是能够直接作用于炎性细胞释放组胺，增加黏膜内前列腺素的合成。
谷氨酰胺转氨酶主要存在于人体的肝脏中，谷氨酰胺转氨酶的作用就是可以够提高蛋白质的营养价值。谷氨酰胺转氨酶可以将人体必需氨基酸，如赖氨酸共价交联到蛋白质上，对氨基酸的破坏可以提高蛋白质的营养价值，还可以向氨基酸组成不理想的蛋白质中引入所缺的氨基酸，增强其营养性。
复方谷氨酰胺是一种胃粘膜保护剂，适用于胃炎、胃溃疡以及十二指肠溃疡等疾病。该药主要是由薁磺酸钠和谷氨酰胺组成的复方制剂。薁磺酸钠可直接作用于有炎症的粘膜，具有抗炎作用，尤其适合因为口服阿司匹林药物引起的溃疡。谷氨酰胺则对胃肠粘膜上皮成分合成有促进作用，对胃肠粘膜损伤具有保护和修复作用，而且该药还有抑制胃蛋白酶原的产生的作用。
复方谷氨酰胺肠溶胶囊服用后会出现便秘、腹泻、呕吐，胃部不适等的副作用，复方谷氨酰胺肠溶胶囊可以改善肠道的吸收、分泌运动功能；增强肠粘膜屏障功能，减少肠内细菌及毒素入血；促进受损肠粘膜的修复及功能重建。
用于大手术以后不能正常进食的病人，能够外源性的补充谷氨酰胺，可以促进肠道的蠕动，也能够参与肝脏酶学的代谢。丙氨酰谷氨酰胺用于补充谷氨酰胺患者的肠外营养，包括处于分解代谢和高代谢状况。