5-Chloroisoindoline hydrochloride ใช้หลักๆ ในงานวิจัยและพัฒนายา โดยสารประกอบนี้ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์โมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพต่างๆ โครงสร้างของมันมีคุณค่าอย่างยิ่งในการสร้างสารประกอบที่เล็งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาท รวมถึงการรักษาที่มีศักยภาพสำหรับโรคซึมเศร้าและความวิตกกังวล นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในการพัฒนายาใหม่สำหรับโรคหัวใจและหลอดเลือด โดยใช้คุณสมบัติทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความเสถียรของยา ในสาขาเคมีอินทรีย์ มันถูกใช้ในการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกที่ซับซ้อน ซึ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาเคมียารักษาและการค้นพบยา