4-Methoxyazobenzene ใช้เป็นสารเคมีในกระบวนการสังเคราะห์สารประกอบอะโซเบนซีน ซึ่งมักนำไปใช้ในอุตสาหกรรมสีและสีย้อม เนื่องจากมีคุณสมบัติในการดูดกลืนแสงและเปลี่ยนสีได้เมื่อได้รับแสงหรือความร้อน นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ในการวิจัยทางเคมีและชีววิทยา เพื่อศึกษาปฏิกิริยาโฟโตโครมิก (photochromic) และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโมเลกุลเมื่อถูกกระตุ้นด้วยแสง ซึ่งมีประโยชน์ในการพัฒนาวัสดุอัจฉริยะและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ตอบสนองต่อแสง