3-Chloroazetidine hydrochloride ถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีและเภสัชภัณฑ์ โดยเฉพาะในกระบวนการผลิตยาที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ยาต้านไวรัสและยาต้านมะเร็ง นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารตั้งต้นในการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนในงานวิจัยทางเคมีและชีวเคมี ซึ่งช่วยในการพัฒนายาใหม่ๆ ที่มีประสิทธิภาพสูงและมีความจำเพาะเจาะจงต่อเป้าหมายทางชีวภาพ