เมทิลไกลออกซัลใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารเป็นสารให้กลิ่นรส เนื่องจากสามารถให้รสชาติและกลิ่นคล้ายคาราเมล นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตสารเติมแต่งอาหารและสารกันบูดบางชนิด เพื่อยืดอายุการเก็บรักษาและปรับปรุงโปรไฟล์รสชาติ ในสาขาการแพทย์ มีศักยภาพเป็นสารต้านจุลินทรีย์ที่ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและเชื้อราได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ เมทิลไกลออกซัลกำลังถูกศึกษาสำหรับบทบาทในการวิจัยมะเร็ง ซึ่งดูเหมือนจะกระตุ้นการตายของเซลล์ (apoptosis) ในเซลล์มะเร็งบางชนิด เสนอเส้นทางที่เป็นไปได้สำหรับการพัฒนาการรักษา ในชีวเคมี ทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในเส้นทางการเผาผลาญ ช่วยในการศึกษากระบวนการเซลล์และปฏิกิริยาเอนไซม์ นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ยาบางชนิด การประยุกต์ใช้ยังขยายไปยังอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง ซึ่งใช้ในสูตรผลิตภัณฑ์ดูแลผิวเนื่องจากคุณสมบัติต้านจุลินทรีย์และต้านริ้วรอย (anti-aging) รวมถึงคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระ