Phenylalanine kommt in Proteinen vor und ist für den Menschen eine von vielen essentiellen Aminosäuren. Es wirkt haut- und haarpflegend, konditionierend und feuchtigkeitsbewahrend. Es ist zudem ein Ausgangsstoff für den Botenstoff Dopamin; aus dem Wirkstoff werden zudem Schmerzmittel und Antidepressiva hergestellt.
Phenylalanin kann ein potentes Allergen sein; Allergien kommen jedoch relativ selten vor.