ไดอะเซทิลโมโนออกไซม์ถูกใช้หลักๆ ในเคมีวิเคราะห์สำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณนิกเกิลและพาลลาเดียม มันก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์สีกับโลหะเหล่านี้ ทำให้มีประโยชน์ในการวิเคราะห์สเปกโตรโฟโตเมตรี นอกจากนี้ ยังใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการวิจัยทางชีวเคมีสำหรับศึกษากิจกรรมของเอนไซม์ โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับอะเซทิลโคลีนเอสเทอเรส ในสังเคราะห์อินทรีย์ มันทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำหรับสารประกอบเฮเทโรไซคลิกต่างๆ ความสามารถในการทำปฏิกิริยากับหมู่คาร์บอนิลยังทำให้มีคุณค่าการในการกำหนดปริมาณยูเรียในตัวอย่างเลือดและปัสสาวะ ช่วยในการวินิจฉัยทางการแพทย์