ใช้ในงานวิจัยด้านเภสัชวิทยาเป็นหลัก โดยเฉพาะในการศึกษาเกี่ยวกับตัวรับอะดีโนซีน (adenosine receptors) เนื่องจากมีฤทธิ์เป็นสารต้านตัวรับอะดีโนซีนชนิด A1 ซึ่งช่วยยับยั้งผลของอะดีโนซีนต่อการหดตัวของหัวใจ การควบคุมความดันโลหิต และการปล่อยสารสื่อประสาท

นิยมใช้เป็นสารอ้างอิง (reference compound) ในการทดลองเพื่อเปรียบเทียบฤทธิ์ของสารใหม่ที่ออกฤทธิ์ต่อระบบอะดีโนซีน โดยเฉพาะในงานวิจัยเกี่ยวกับระบบประสาทส่วนกลาง รวมถึงการศึกษาผลกระทบต่อการอักเสบ ภาวะขาดออกซิเจน และโรคทางระบบประสาท เช่น โรคพาร์กินสันและอัลไซเมอร์

นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษาเกี่ยวกับกลไกการขยายหลอดเลือด ฤทธิ์ต่อระบบหัวใจและหลอดเลือด รวมถึงสรีรวิทยาไต เนื่องจากมีโครงสร้างคล้ายทีโอฟิลลีนซึ่งมีฤทธิ์ต่อระบบทางเดินหายใจ แต่ 8-Benzyltheophylline ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเพิ่มความจำเพาะต่อตัวรับ A1 มากกว่า และสามารถผ่านกำแพงเลือด-สมองได้