4-Chlorobenzo[d]oxazole ถูกใช้หลักๆ ในสาขาการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะส่วนประกอบพื้นฐานที่หลากหลายสำหรับการพัฒนาสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกต่างๆ โครงสร้างของมันทำให้เป็นสารกลางที่มีคุณค่าต่อการเตรียมยา โดยเฉพาะในการสังเคราะห์โมเลกุลชีวภาพที่แสดงคุณสมบัติต้านจุลินทรีย์ ต้านเชื้อรา หรือต้านการอักเสบ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการออกแบบสีย้อมเรืองแสงและวัสดุทางแสง เนื่องจากความสามารถในการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ในระบบคอนจูเกต ในวิทยาศาสตร์วัสดุ สารประกอบนี้ถูกสำรวจสำหรับศักยภาพในการสร้างโพลิเมอร์ขั้นสูงและสารเคลือบที่มีลักษณะการทำงานเฉพาะเจาะจง บทบาทของมันในด้านการเร่งปฏิกิริยาและในฐานะลิแกนด์ในเคมีเชิงประสานยังเน้นย้ำถึงความสำคัญในการอำนวยความสะดวกในการทำปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อน