膠原以外的其他蛋白質，除彈性硬蛋白含少量羥脯氨酸外，均不含羥脯氨酸。因此血、尿和組織的羥脯氨酸含量測定成為衡量機體膠原組織代謝的重要指標。當體內結締組織較大量增生或破壞時，如嚴重骨折、燒傷、重癥肺結核和肝硬變、Hodgkin’s病、甲狀腺功能亢進癥、羥脯氨酸血癥均可造成血、尿中羥脯氨酸含量的增加。
此外，對皮肌炎、惡性腫瘤、煤矽肺等疾病的診斷及療效觀察有一定的參考價值，也是觀察兒童生長速度的重要指標。
測定羥脯氨酸也是了解骨吸收、骨代謝情況的指標，骨組織的主要成分為膠原蛋白，血鈣降低時，出現骨的溶解吸收，尿羥脯氨酸排出增多。