Измерването на холинестеразата дава информация за белтъксинтетичната функция на черния дроб (тъй като самият ензим се синтезира там). Съответно понижението стойностите на ензима е важен показател за тежко, напреднало чернодробно заболяване.

За диагноза и проследяване лечението при отравяне с фосфор-органични съединения, съдържащи се в някои селскостопански препарати. Фосфор-органичните вещества са мощни инхибитори, подтискащи активността на холинестеразата вещества – при отравяне с тях активността на ензима в кръвта може да стане неоткриваема.

Вроден вариант на ензима холинестераза (“дефектен” ензим), който може да затрудни излизането от упойка (събуждането на пациента) при операции. Касае се за атипичен ензим, който по-бавно разгражда някои използвани по време на анестезия медикаменти. Във връзка с това винаги когато е възможно, би трябвало предоперативно да се определя серумната активност на холинестеразата. При установявяне на ниска активност трябва да се провери дали не се касае за атипичен (“дефектен”) ензимен вариант.