大肠杆菌的作用主要是分解蛋白质，因为它的蛋白质含量高达70%，还可以用来生产乳酸、丙酮酸等有机化合物。 不过最让人佩服的是它分泌的两种蛋白酶，分别是酯酶和蛋白水解酶。这两种蛋白酶都可以切断肽键，但是它们切出来的产物不一样。酯酶切出来的产物是氨基酸，而蛋白水解酶切出来的则是小分子的多肽。 将两种蛋白酶结合使用的话，就可以将蛋白质切割成更小的片段了。这样蛋白质就进入了细胞内被进一步利用了。 大肠杆菌可以发酵乳糖（二糖）产生乳酸（单糖），也可以代谢淀粉生成麦芽糖或葡萄糖，还能分解蛋白质和核酸等大分子物质产生小分子可溶性物质供机体直接吸收利用。 还有遗传学作用——它是人类遗传基因工程的重要工具之一。
由于大肠杆菌基因组序列测定简单快速，功能基因克隆效率高，而且大肠杆菌能耐受高热和高渗溶液等外界环境的变化，近年来它还被用于高温耐药性机理以及肠道致病性研究等方面的研究。
能淼涵优质答主大肠杆菌是高等生物肠道中普遍存在的正常微生物，能够合成B族维生素和维生素K等营养物质，同时抑制肠道内腐败菌的生长，减少腐败产物的生成，促进肠道蠕动，从而保持肠道功能正常。
大肠杆菌的gadB基因是谷氨酸脱羧酶基因，其表达产物谷氨酸脱羧酶能够催化谷氨酸脱羧生成γ-氨基丁酸和二氧化碳，因此gadB基因可用于功能性食品、乳制品以及谷氨酸含量高的食品加工工业中。研究证实，在以甜菜汁、木糖为碳源的培养基中，大肠杆菌能够将葡萄糖和木糖转化成2-酮酸乳酸。在大肠杆菌基因组中，还存在着编码L-天冬氨酸酶和赤藓糖-4-磷酸脱氢酶的基因，能够催化产生乙酰乳酸和色氨酸，以及L-天冬氨酸的基因代谢产物天冬氨酸，上述产物被大量应用于食品和饲料添加剂领域。通过利用大肠杆菌强大的蛋白质合成和加工系统，同时借助特定基因调控元件，能够构建适于表达或分泌功能蛋白的工程菌，利用代谢工程手段，能够将大肠枯肠杆菌改造成为特定功能蛋白的“工厂”，使大肠杆菌成为表达生产功能性蛋白的理想工程宿主，目前该方面研究已取得大量成果。除此之外，大肠杆菌还能应用于核酸药物的生产。大肠杆菌质粒是常用到的核酸表达载体，借助基因工程技术构建的核酸表达载体，能够实现产物核酸的定点突变，实现核酸药物表达系统的构建。
