3,3-Difluorocyclobutanone เป็นสารเคมีที่ใช้หลักในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ซับซ้อน โดยเฉพาะในงานวิจัยเภสัชกรรม สารนี้ทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการพัฒนายาใหม่ๆ โดยเฉพาะยาที่มุ่งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาทและโรคเมแทบอลิซึม โครงสร้างเฉพาะตัวของมันช่วยให้สามารถสร้างโมเลกุลใหม่ที่มีคุณสมบัติบำบัดได้ นอกจากนี้ ยังนำมาใช้ในวิทยาศาสตร์วัสดุสำหรับการเตรียมพอลิเมอร์ขั้นสูงและสารเคลือบ ซึ่งแกน cyclobutanone ที่ fluorinated ช่วยเพิ่มความเสถียรทางความร้อนและความต้านทานทางเคมี การประยุกต์ใช้ในงานวิจัยเกษตรเคมียังช่วยพัฒนายาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืชใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า