3-Aminocyclobutanol hydrochloride ใช้หลักๆ ในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของมัน ซึ่งมีทั้งกลุ่มอะมิโนและกลุ่มไฮดรอกซิลบนวงแหวนไซโคลบิวเทน ทำให้มีคุณค่าต่อการสร้างสารประกอบวงแหวนที่มีสเตอรีโอเคมีเฉพาะเจาะจง สารประกอบนี้มักถูกนำมาใช้ในเคมียารักษาเพื่อพัฒนายา โดยเฉพาะในการสังเคราะห์ผู้สมัครยาที่มีศักยภาพที่มุ่งเป้าไปที่ความผิดปกติทางระบบประสาท หรือในฐานะตัวกลางในการผลิตโมเลกุลชีวภาพ นอกจากนี้ ยังสามารถทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ลิแกนด์คีรัลหรือตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริก ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความเลือกสรรของปฏิกิริยาเคมี การประยุกต์ใช้นี้ยังขยายไปสู่ศาสตร์วัสดุศาสตร์ ที่ซึ่งอาจถูกนำมาใช้ในการออกแบบโพลิเมอร์ใหม่หรือวัสดุฟังก์ชันที่มีคุณสมบัติที่ปรับแต่งได้