谷胱甘肽不仅能消除人体自由基，还可以提高人体免疫力。谷胱甘肽维护健康、抗衰老，在老人迟缓化的细胞上所发挥的功效比年轻人大。谷胱甘肽还可以保护血红蛋白不受过氧化氢、自由基等氧化，从而使它持续正常的发挥运输氧的能力。
红细胞中的血红蛋白在过氧化氢等氧化剂的作用下，其二价铁氧化为三价铁，使血红蛋白转化为高铁血红蛋白，从而失去了带氧的能力。还原性谷胱甘肽既能直接与过氧化氢等氧化剂结合，生成水和氧化型谷胱甘肽，也能够将高铁血红蛋白还原为血红蛋白。
人体红细胞中谷胱甘肽的含量很多，这对于保护红细胞膜上蛋白质的巯基处于还原状态、防止溶血具有重要意义。谷胱甘肽具有广泛的解毒作用，不仅可以用于药物，也可以作为功能性食品的辅料，在延缓衰老、增强免疫力、抗肿瘤等功能性上面具有广泛应用。
目前已研制出了谷胱甘肽片，广泛用于临床。临床研究发现，谷胱甘肽片具有解毒和抗氧化的能力，使谷胱甘肽具有重要的保护肝脏的作用。临床上应用还原型谷胱甘肽作为保肝的重要成分，主要适用于脂肪肝中毒和病毒性肝炎的辅助治疗。
主要的作用有解毒、辐射病及辐射防护、保护肝脏、抗过敏、改善某些疾病的病程和症状、养颜美容护肤、增加视力及治疗眼科疾病、抗衰老的作用。