เมทิล 3-คลอโรไซโคลบิวเทนคาร์บ็อกซิเลต ถูกใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารตั้งต้นที่หลากหลาย มักนำไปใช้ในการพัฒนายา โดยโครงสร้างวงแหวนไซโคลบิวเทนที่ไม่เหมือนใครและหมู่ฟังก์ชันช่วยให้สามารถสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนได้ สารนี้ยังใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษาปฏิกิริยาที่มีแรงเครียดในวงแหวน เนื่องจากวงแหวนไซโคลบิวเทนให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับปฏิกิริยาและความเสถียรในสภาวะต่างๆ นอกจากนี้ ยังเป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการสังเคราะห์สารเคมีเกษตรและเคมีภัณฑ์พิเศษ สนับสนุนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ที่มีคุณสมบัติทางชีวภาพหรือเคมีเฉพาะเจาะจง บทบาทในด้านการเร่งปฏิกิริยาและวิทยาศาสตร์วัสดุอีกด้วยสำรวจ โดยเฉพาะในการออกแบบโพลิเมอร์และตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่