Fenilalalinin sinir sitemini uyararak ruh halini iyileştirdiği ve bu yüzden motive kalmaya yardımcı olduğu görülmüştür.
Hafızayı güçlendirdiği için Glutamin gibi zeka seviyesini arttırdığı da düşünülür.
Ön hipofizdeki dopamin, adrenalin ve nöradrenalin (epinefrin ve nörepinefrin) seviyelerini yükseltir. Bunlar sinir sisteminin düzgün çalışması için gereklidir.
Ayrıca güneş ışığındaki UV ışınlarının emilimine yardımcı olur; bu da vücudun D vitamini seviyesini yükseltir.
Ayrıca Glutamin üreten amino asitlerden biridir.
Fenilalanin, fenilalanin hidroksilaz enzimi varlığında ve tetrahidrobiyopterin koenzimi eşliğinde tirozine dönüştürülür. Tirozinin, 3,4 dihidroksifenilalanine (DOPA) hidroksile olmasıyla başlayan tepkimeler sonucu, nörotransmitter maddeler ve çeşitli hormonlar oluşur. Genetik anomaliler sonucu bazı enzimlerin işlevi bozulabilir ve buna bağlı vücutta istenmeyen metabolitler birikebilir. Fenilalanin hidroksilaz enzimini oluşturan gende meydana gelen mutasyon sonucu hiperfenilalaninemiler (HPA) oluşur. HPA aminoasit metabolizma bozukluğuna bağlı en sık görülen hastalık fenilketonüridir (PKU). PKU’da karaciğerdeki fenilalanin hidroksilaz enziminin eksikliğine bağlı tirozin sentezi gerçekleşemez ve kanda fenilalanin metabolitleri birikir.