ใช้หลัก ๆ เป็นสารกลางในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการเตรียมเภสัชภัณฑ์และสารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ กลุ่มนิโตรโซช่วยให้เกิดการแปลงโครงสร้างแบบเลือกเพศ ทำให้มีคุณค่าในการพัฒนาเฮเตอร์โรไซเคิลที่มีไนโตรเจน นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์ตัวยับยั้งเอนไซม์บางชนิดและตัวต่อต้านตัวรับ เนื่องจากมีความคล้ายคลึงกับอัลคาลอยด์ตามธรรมชาติ สารอนุพันธ์ของมันถูกสำรวจในเคมีเภสัชกรรมสำหรับการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้ในการรักษาโรคทางระบบประสาทและมะเร็ง นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นหน่วยย่อยก่อสร้างในการออกแบบเปปไทโดมิมเมติกส์ ซึ่งเลียนแบบโครงสร้างกรดอะมิโนเพื่อเพิ่มความเสถียรทางเมแทบอลิซึมและการดูดซึมทางชีวภาพ