4-Chloro-2,5-dimethylaniline ใช้หลัก ๆ เป็นสารกลางในการสังเคราะห์สีย้อมและเม็ดสี โดยเฉพาะในการผลิตสีย้อมอะโซ ซึ่งถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในสิ่งทอ หมึก และพลาสติก นอกจากนี้ยังเป็นส่วนประกอบหลักในการผลิตสารเคมีเกษตร รวมถึงสารกำจัดวัชพืชและยาฆ่าแมลง เนื่องจากคุณสมบัติโครงสร้างที่ช่วยเพิ่มความตอบสนองทางเคมีและความเสถียร นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้ในการวิจัยเภสัชกรรมเพื่อพัฒนาส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) และสารชีวภาพอื่น ๆ บทบาทของมันในการสังเคราะห์อินทรีย์มีความสำคัญสำหรับการสร้างโมเลกุลซับซ้อนที่มีคุณสมบัติเฉพาะ