5-Methylmorpholine-2-carboxylic acid ใช้หลักๆ ในด้านการสังเคราะห์อินทรีย์และการวิจัยเภสัชกรรม เป็นสารกลางสำคัญในการพัฒนาสารประกอบชีวภาพและยาต่างๆ โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้มีคุณค่าในการสร้างโมเลกุลซับซ้อน โดยเฉพาะในการสังเคราะห์อนุพันธ์ morpholine ซึ่งมักถูกสำรวจเพื่อคุณสมบัติทางบำบัด นอกจากนี้ ยังใช้ในการเตรียมลิแกนด์คีรัลและตัวเร่งปฏิกิริยา สนับสนุนกระบวนการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริก การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่วิทยาศาสตร์วัสดุ ซึ่งช่วยในการออกแบบโพลิเมอร์ใหม่และวัสดุฟังก์ชันนัล