Cyclobutane-1,3-dicarboxylic acid ใช้หลักๆ ในงานสังเคราะห์อินทรีย์และการวิจัยเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการผลิตสารประกอบชีวภาพหลากหลายและโมเลกุลซับซ้อน โครงสร้างวงแหวน cyclobutane ที่แข็งตัวทำให้มีคุณค่าต่อการออกแบบและสังเคราะห์โมเลกุลที่มีคุณสมบัติการคอนฟอร์เมชันเฉพาะเจาะจง ซึ่งมีความสำคัญต่อการพัฒนายา นอกจากนี้ ยังนำมาใช้ในการศึกษาความเครียดของวงแหวนและผลกระทบต่อปฏิกิริยาเคมี เพื่อช่วยพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ใหม่ๆ สารประกอบนี้ยังถูกสำรวจในวิทยาศาสตร์วัสดุสำหรับการสร้างพอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติเชิงกลและความร้อนที่เป็นเอกลักษณ์ เนื่องจากโครงสร้างที่เสถียรและกรดคาร์บอกซิลิกสองกลุ่มที่สามารถทำปฏิกิริยาได้หลากหลาย