3,5-Diiodotoluene ใช้หลักๆ เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์อินทรีย์ มีบทบาทสำคัญในการผลิตเภสัชภัณฑ์ สารเคมีเกษตร และสีย้อม โครงสร้างอะตอมไอโอดีนทำให้มีคุณค่าต่อการสร้างโมเลกุลซับซ้อนผ่านปฏิกิริยาการจับคู่ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาองค์ประกอบเหลวและวัสดุขั้นสูง เนื่องจากโครงสร้างอะโรมาติกที่เสถียร ในงานวิจัย ทำหน้าที่เป็นบล็อกก่อสร้างสำหรับสังเคราะห์สารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพที่เป็นไปได้ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่สาขารังสีเภสัชภัณฑ์ ซึ่งสามารถใช้ในการเตรียมสารประกอบที่ติดฉลากไอโอดีนสำหรับการถ่ายภาพทางการแพทย์และการบำบัด