半胱氨酸盐酸盐是无色至白色结晶或结晶性粉末，有轻微特殊气味酸味，熔点175℃(分解)发。溶于水，水溶液呈酸性，1%溶液的pH值约为1.7，0.1%溶液pH值约为2.4。亦可溶于醇、氨水和乙酸，不溶于丙酮、苯等。具有还原性，有抗氧化和防止非酶褐变的作用。
半胱氨酸盐酸盐的分解是在厌氧条件下通过脱硫氢酶的作用分解成丙酮酸和硫化氢和氨，或是通过转氨基作用，经由中间产物β-巯基丙酮酸分解成为丙酮酸和硫黄，在氧化条件下，氧化成半胱氨酸亚硫酸后，可经转氨基作用分解成为丙酮酸与亚硫酸，以及由脱羧基作用分解成为亚牛磺酸、牛磺酸等。此外，半胱氨酸是不稳定的化合物，容易氧化还原，与胱氨酸相互转换。还可与有毒的芳香族化合物缩合成硫醚氨酸而起解毒作用。
半胱氨酸在食品中的应用主要是面包发酵促进剂、保鲜剂，有抗氧化的作用；用于天然果汁起到营养增补剂、护色剂的作用；另外对于预防放射线损伤，以及治疗支气管炎和化痰都有一定的作用。
1、半胱氨酸盐酸盐可溶于水，制成针剂或片剂可迅速被人体所吸收。它是羧甲基半胱氨酸和乙酰基半胱氨酸生产的主要原料。
2、在临床上能治疗白血球减少症，及由于施用抗癌药物和放射性药物所引起的白血球减少症，以及重金属中毒解毒剂。此外还用于治疗中毒性肝炎、血小板减少、皮肤溃疡，并能预防肝坏死症，有治疗气管炎和化痰作用，对丙稀晴和芳香族中毒有解毒作用，有预防放射线损伤的作用。
3、面包改良剂：促进发酵、防止氧化的作用。在食品的方面作为面包速成促进剂，能改变面包和食品的风味。
4、在化妆品方面可用于化妆品的烫发精、防晒霜、生发香水和头发调理剂等等。
5、营养增补剂、抗氧化剂、护色剂：用于天然果汁，防止vC氧化及色变。
不论半胱氨酸盐酸盐是用在哪些行业中都应按严格按照相关的使用规定来添加。
