O-Tritylhydroxylamine ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะกลุ่มป้องกันสำหรับ hydroxylamine โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีคุณค่าในการเตรียมโมเลกุลที่ซับซ้อน ซึ่งต้องการการป้องกันและถอดป้องกันกลุ่มฟังก์ชันอย่างเลือกเฉพาะ สารประกอบนี้มักใช้ในการสังเคราะห์ยาและสารเคมีเกษตร ซึ่งช่วยในการทำให้ intermediates ที่อ่อนไหวคงตัวระหว่างปฏิกิริยาหลายขั้นตอน

ในการเคมีเปปไทด์ O-Tritylhydroxylamine ถูกใช้เพื่อป้องกันอนุพันธ์ของ hydroxylamine ทำให้สามารถก่อตัวพันธะเปปไทด์ได้อย่างควบคุมโดยไม่เกิด side reactions ที่ไม่ต้องการ นอกจากนี้ยังใช้ในการพัฒนาสารประกอบ heterocyclic โดยทำหน้าที่เป็น intermediate สำคัญในการสร้างวงแหวนที่มีไนโตรเจน นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์ oxime ethers ซึ่งสำคัญในการผลิตโมเลกุล bioactive ต่างๆ ความสามารถในการถอดออกได้ง่ายภายใต้สภาวะอ่อนโยนทำให้เป็นเครื่องมือที่หลากหลายในการเคมีสังเคราะห์