Azetidine-3-carbonitrile hydrochloride ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นสารกลางสำคัญสำหรับการพัฒนายาหลากหลายชนิด โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งมีวงแซตติดีนขนาดสี่สมาชิก ทำให้มีคุณค่าในการออกแบบโมเลกุลที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยเฉพาะในการสังเคราะห์สารประกอบที่มุ่งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาทและมะเร็ง กลุ่มไซยาไนด์ในโมเลกุลช่วยให้สามารถปรับแต่งเพิ่มเติมได้ ส่งเสริมการสร้างสารเคมีหลากหลาย นอกจากนี้ยังใช้ในการเตรียมเปปไทด์เลียนแบบ (peptidomimetics) ซึ่งเลียนแบบเปปไทด์และใช้ในการค้นพบยาเพื่อเพิ่มความเสถียรและการดูดซึมทางชีวภาพ นอกจากนี้ สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษาความเครียดของวงและปฏิกิริยาในระบบเฮเทโรไซคลิกขนาดเล็ก สนับสนุนความก้าวหน้าในวิธีการเคมีสังเคราะห์