法律适用问题是国际司法机构在审理案件时必须面对的一个问题。一些国际司法机构的组织文件对本组织的法律适用做出了规定，比如《国际法院规约》第38条，《国际刑事法院罗马规约》第21条。DSU没有对争端解决机制可适用的法律做出明确规定。WTO争端解决机制可适用的法律渊源因而是一个不很明确的问题。WTO争端解决机制中参与法律适用的主体有专家组，上诉机构，仲裁人。DSB，秘书处，总干事，专家审议小组虽然参与争端解决却并不具体参与法律适用活动。WTO争端解决机制的法律适用按所涉问题性质的不同可以分为实体问题的法律适用与程序问题的法律适用。WTO争端解决机制的法律解释与法律适用应该加以区分，二者在争端解决中扮演着不尽相同的角色，只有将二者区分，才能准确地认识WTO争端解决机制的法律适用制度。WTO协定是争端解决机制适用的主要法律渊源，但这并不意味着所有的WTO协定都可以为争端解决机制所适用，一般而言《贸易政策审议机制》，部长宣言与决定等未列入DSU附录1的WTO文件不能为争端解决机制所适用。一些非WTO协定的国际条约因WTO协定的规定而成为并入条约。并入条约可以为争端解决机制所适用，而且，并入条约的适用应视为WTO协定的适用。由于WTO协定的内在冲突以及成员方贸易措施的复杂性，WTO协定在实践中有累积适用的倾向。非WTO协定的法律渊源在WTO争端解决机制的法律适用中各自有着不同的地位。根据DSU第1条第1款规定，争端解决机制只能管辖依照WTO协定提起的争端，同时争端解决机制的功能定位在于解决争端而不是制定规则，所以非WTO协定的国际条约不能为争端解决机制所适用，而只能作为法律解释的渊源加以援引。基于类似的理由，DSU对争端解决机制的权力做出了限制，拒绝争端解决机制的“司法造法”，因而以往专家组报告，上诉机构报告不能为争端解决机制所适用，而只能作为法律解释的渊源加以援引。其它国际司法机构的判例，公法学家学说因其本身很难被争端解决机制视为“法律渊源”自然难以为争端解决机制所适用。它们都只能作为争端解决机制进行法律解释的参考资料。国内法在争端解决机制中一般作为事实出现。国际习惯法由于其自动适用性，不能为争端解决机制所排除。国际习惯法可以填补争端解决机制法律适用过程中所可能出现的法律空白。争端解决机制也有适用一般法律原则审理案件的实践。因而，非WTO协定的法律渊源中，只有国际习惯法与一般法律原则可以成为争端解决机制适用的法律。WTO争端解决机制在进行法律适用尤其是适用非WTO协定的法律渊源时应注意DSU对其权力的限制，不能减损成员方根据WTO协定所获得的利益，也不能妨碍协定目标的实现。DSU宜对争端解决机制的法律适用制度做出明确的规定。