(3S,5S)-3,5-ไดเมทิลมอร์โฟลีน ใช้หลักในฐานะบล็อกก่อสร้างคีรอลในการสังเคราะห์เภสัชภัณฑ์ สเตอรีโอเคมีของมันทำให้มีคุณค่าในการสร้างสารประกอบที่มีเอนานติโอเมอร์บริสุทธิ์ ซึ่งสำคัญยิ่งในการพัฒนายาเพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพและลดผลข้างเคียง มักใช้ในการผลิตส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) สำหรับการรักษาโรคระบบประสาทส่วนกลาง โรคหัวใจและหลอดเลือด และการติดเชื้อ นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นลิแกนด์หรือตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริก ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความเลือกของปฏิกิริยาเคมี การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงเคมีเกษตร โดยช่วยในการกำหนดสูตรยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืชที่มีกิจกรรมที่ดีขึ้นและความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม