เมทิลคลอโรออกซะอะซีเตทใช้หลักlyเป็นสารกลางในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตยาและสารเคมีเกษตร เป็นส่วนประกอบหลักในการสังเคราะห์สารออกฤทธิ์ต่างๆ รวมถึงสารกำจัดวัชพืช สารกำจัดเชื้อรา และสารกำจัดแมลง นอกจากนี้ยังใช้ในการเตรียมสารเคมีละเอียดและสารเคมีพิเศษ โดยกลุ่มคาร์บอนิลและคลอโรที่ทำปฏิกิริยาได้ช่วยให้เกิดการแปลงรูปแบบที่หลากหลาย ในงานวิจัยและพัฒนา มักใช้ในการสร้างโมเลกุลซับซ้อนเนื่องจากสามารถเข้าร่วมในปฏิกิริยาการควบแน่น การเอสเทอริฟิเคชัน และการแทนที่นิวคลีโอฟิลิก การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการสังเคราะห์สารประกอบเฮเทอโรไซคลิก ซึ่งมีความสำคัญในเคมียารักษาโรค