เมทิล บิวตา-2,3-ไดอีโนเอต เป็นสารเคมีที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยเฉพาะในด้านการผลิตสารตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์โพลีเมอร์และสารประกอบอื่น ๆ ที่มีความซับซ้อน นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารกลางในปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ เช่น ปฏิกิริยา Diels-Alder ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่สำคัญในการสร้างวงแหวนคาร์บอนในโมเลกุลอินทรีย์ เมทิล บิวตา-2,3-ไดอีโนเอตยังมีบทบาทในการวิจัยและพัฒนายาใหม่ ๆ โดยใช้เป็นสารตั้งต้นในการสร้างโมเลกุลที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์เคมีเฉพาะทาง เช่น สารเคลือบผิวและสารปรับแต่งพื้นผิว