Methyl 2-amino-4-methylpentanoate hydrochloride ใช้หลักๆ ในงานสังเคราะห์อินทรีย์และการวิจัยทางเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการผลิตสารชีวภาพต่างๆ รวมถึงเปปไทด์และอนุพันธ์กรดอะมิโน การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการพัฒนายาที่เล็งเป้าไปที่ความผิดปกติทางระบบประสาท เนื่องจากสามารถนำไปใช้ในการปรับแต่งหรือเสริมคุณสมบัติของโมเลกุลบำบัด นอกจากนี้ยังถูกนำมาใช้ในการศึกษากลไกการเผาผลาญและปฏิกิริยาของเอนไซม์ เพื่อช่วยในการทำความเข้าใจกระบวนการชีวเคมี ความเสถียรและคุณสมบัติการเกิดปฏิกิริยาของมันทำให้เป็นส่วนประกอบที่มีคุณค่าในห้องปฏิบัติการสำหรับการสังเคราะห์โมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน