O-Methyl-N-nitroisourea ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารอัลคิลเลติ้งที่แรง มีคุณค่าอย่างยิ่งในการเตรียมสารประกอบที่มีไนโตรเจนหลากหลาย รวมถึงเอมีนและเฮเทอโรไซเคิล ซึ่งเป็นสารกลางที่จำเป็นในเภสัชภัณฑ์และสารเคมีเกษตร ความสามารถในการนำกลุ่มเมทิลเข้าสู่โมเลกุลเป้าหมายทำให้เป็นสารเคมีหลักในการปรับโครงสร้างเคมีเพื่อเพิ่มกิจกรรมทางชีวภาพหรือเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพ นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษาการกลายพันธุ์และการก่อมะเร็งเนื่องจากคุณสมบัติอัลคิลเลติ้งที่แรง ซึ่งสามารถทำให้เกิดความเสียหายต่อ DNA การจัดการที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากความตอบสนองสูงและความเป็นพิษที่อาจเกิดขึ้น