นิโอเพนทิลามีนถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเป็นสารประกอบพื้นฐานในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตยาและสารเคมีเกษตร โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้มีคุณค่าต่อการสร้างสารประกอบที่มีความเสถียรภาพเพิ่มขึ้นและกิจกรรมทางชีวภาพเฉพาะเจาะจง ในอุตสาหกรรมยา มันทำหน้าที่เป็นสารกลางในการสังเคราะห์ยา รวมถึงยาที่มุ่งเป้าไปที่โรคระบบประสาทส่วนกลางและโรคหัวใจและหลอดเลือด ในสารเคมีเกษตร ถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืชที่มีประสิทธิภาพดีขึ้นและความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ นิโอเพนทิลามีนยังถูกนำมาใช้ในการผลิตสารยับยั้งการกัดกร่อน ซึ่งปกป้องพื้นผิวโลหะในงานอุตสาหกรรม บทบาทในเคมีพอลิเมอร์ก็มีความสำคัญ โดยมีส่วนช่วยในการผลิตเรซินพิเศษและสารเคลือบผิวที่มีคุณสมบัติเฉพาะ