4-Fluoro-3-methylbenzamide ถูกนำไปใช้หลัก ๆ ในด้านการสังเคราะห์อินทรีย์และการวิจัยเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญ (intermediate) ในการพัฒนาสารประกอบชีวภาพต่าง ๆ โดยเฉพาะในการสังเคราะห์โมเลกุลที่มีศักยภาพในการรักษา โครงสร้างของมันซึ่งมีอะตอมฟลูออรีนและกลุ่มเมทิล ทำให้เป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่มีคุณค่าสำหรับการสร้างสารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพที่เพิ่มขึ้นและความเสถียรทางเมแทบอลิซึม นักวิจัยมักนำไปใช้ในการออกแบบและสังเคราะห์ยาใหม่ โดยเฉพาะยาที่เล็งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาท มะเร็ง และโรคติดเชื้อ นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและกิจกรรม (SAR) เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของผู้สมัครยา