เมทิลไฮดราซีน ไดไฮโดรคลอไรด์ ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารเคมีที่หลากหลาย มีบทบาทสำคัญในการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกต่าง ๆ ซึ่งจำเป็นในงานวิจัยและพัฒนายาในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม สารนี้ยังถูกใช้ในการสังเคราะห์อนุพันธ์ไฮดราซีน ซึ่งเป็นสารกลางสำคัญในการผลิตสารเคมีเกษตรและสีย้อม นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในสาขาเคมีโพลิเมอร์ โดยใช้ในการปรับปรุงโพลิเมอร์เพื่อเพิ่มคุณสมบัติ ในเคมีวิเคราะห์ ใช้เป็นสาร derivatization สำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณสารวิเคราะห์เฉพาะ ความตอบสนองและความเสถียรทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในกระบวนการเคมีจำนวนมาก