O-(4-Methoxybenzyl)hydroxylamine ถูกใช้หลักๆ เป็นสารเคมีที่หลากหลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการเตรียมสารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพต่างๆ โดยเฉพาะในการพัฒนายาในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม กลุ่มฟังก์ชันของมันช่วยให้สามารถเข้าร่วมในปฏิกิริยา เช่น การสร้างออกซิม ซึ่งมีประโยชน์ในการสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน นอกจากนี้ ยังถูกนำไปใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิก ซึ่งมีความสำคัญในเคมียารักษาเพื่อการออกแบบยาที่มีคุณสมบัติบำบัดเฉพาะ การประยุกต์ใช้ของมันยังขยายไปสู่วิทยาศาสตร์วัสดุ โดยใช้ในการปรับเปลี่ยนโพลิเมอร์และพื้นผิวเพื่อมอบคุณสมบัติทางเคมีเฉพาะ