2-Cyclobutylacetonitrile มีการใช้งานหลักในด้านการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางที่หลากหลายสำหรับการเตรียมโมเลกุลซับซ้อนต่างๆ กลุ่มไซโคลบิวทิลให้โครงสร้างเฉพาะที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งสามารถนำไปรวมในยา สารเคมีเกษตร และสารเคมีพิเศษ กลุ่มฟังก์ชันไนไตรล์ในสารประกอบนี้ช่วยให้เกิดการแปลงทางเคมีเพิ่มเติม เช่น การไฮโดรไลซิสเป็นกรดคาร์บอกซิลิกหรือการรีดักชันเป็นอะมีนปฐมภูมิ ทำให้มีคุณค่าต่อการพัฒนาสารประกอบชีวภาพ นอกจากนี้ ยังใช้ในงานวิจัยเพื่อสำรวจโครงสร้างที่มีไซโคลบิวเทน ซึ่งมักมีความน่าสนใจเนื่องจากศักยภาพในด้านการค้นพบยาและวิทยาศาสตร์วัสดุ