ไดเอทิลอะโซไดคาร์บอกซิเลตถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยเฉพาะในปฏิกิริยามิตสึโนบุ ซึ่งช่วยในการแปลงแอลกอฮอล์ให้เป็นเอสเตอร์ อีเทอร์ และอนุพันธ์อื่นๆ มันทำหน้าที่เป็นสารเคมีสำคัญในการก่อตัวพันธะคาร์บอน-ไนโตรเจนและคาร์บอน-ออกซิเจน ทำให้มีคุณค่าในการสังเคราะห์ยาและผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ นอกจากนี้ ยังใช้ในการเตรียมสารอะโซ ซึ่งมีประโยชน์ในสีย้อมและเม็ดสี บทบาทของมันในฐานะสาร dehydrogenating ก็เด่นชัดในการออกซิเดชันของสารอินทรีย์ต่างๆ เนื่องจากความตอบสนองสูง จึงมักจัดการด้วยความระมัดระวังในสภาพแวดล้อมที่ควบคุม