เมทอกซีเอมีนไฮโดรคลอไรด์ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารป้องกันสำหรับอัลดีไฮด์และคีโตน โดยทำปฏิกิริยากับสารประกอบคาร์บอนิลเพื่อก่อตัวเป็นออกซิม ซึ่งมีความเสถียรภายใต้สภาวะปฏิกิริยาต่างๆ ทำให้สามารถทำการแปลงโครงสร้างโมเลกุลเพิ่มเติมได้โดยไม่กระทบต่อกลุ่มคาร์บอนิล

ในการวิจัยเภสัชกรรม มันทำหน้าที่เป็นสารเคมีหลักในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิก ซึ่งเป็นโครงสร้างสำคัญในยาหลายชนิด นอกจากนี้ยังถูกนำมาใช้ในการเตรียมอนุพันธ์นิวคลีโอไซด์ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการพัฒนายาต้านไวรัสและยาต้านมะเร็ง

นอกจากนี้ เมทอกซีเอมีนไฮโดรคลอไรด์ยังถูกใช้ในการศึกษาทางชีวเคมีเพื่อปรับเปลี่ยน DNA และ RNA โดยทำปฏิกิริยากับจุดอับในกรดนิวคลีอิก เพื่อช่วยในการศึกษากลไกการเสียหายและการซ่อมแซม DNA การประยุกต์ใช้นี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมและการพัฒนากลยุทธ์การรักษา

ในวิทยาศาสตร์วัสดุ มันถูกใช้ในการสังเคราะห์โพลิเมอร์และสารเคลือบผิว โดยซึ่งความสามารถในการทำปฏิกิริยากับกลุ่มคาร์บอนิลช่วยในการสร้างวัสดุเฉพาะทางที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ โดยรวมแล้ว ความหลากหลายของมันทำให้เป็นสารประกอบที่มีคุณค่าทั้งในงานวิจัยอุตสาหกรรมและวิชาการ