Cobalt (II) citrate dihydrate ใช้หลักในการผลิตอาหารเสริม โดยเฉพาะสำหรับแก้ปัญหาการขาดโคบอลต์ในมนุษย์และสัตว์ เป็นแหล่งโคบอลต์ที่สำคัญซึ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์วิตามินบี12 สารอาหารที่สำคัญสำหรับการสร้างเม็ดเลือดแดงและการทำงานของระบบประสาท ในภาคเกษตร ใช้ผสมในอาหารสัตว์เพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตและป้องกันการขาดโคบอลต์ในปศุสัตว์ นอกจากนี้ สารนี้ยังใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัยเป็นสารเคมีสำหรับศึกษาบทบาทของโคบอลต์ในกระบวนการทางชีวภาพและปฏิกิริยากับธาตุอื่น ๆ รวมถึงใช้ในการพัฒนาแคทาลิสต์สำหรับปฏิกิริยาเคมี โดยเฉพาะการสังเคราะห์สารอินทรีย์