ไอโซบิวทิลไนเตรตเป็นเอสเตอร์ไนเตรตอินทรีย์ที่ใช้หลักในฐานะสารเติมแต่งเพื่อเพิ่มค่าซีเทนในน้ำมันดีเซล เพื่อปรับปรุงคุณภาพการจุดระเบิด เพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้ และลดการปล่อยมลพิษ นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารไนเตรตและสารกลางในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตยา วัตถุระเบิด และสารเคมีพิเศษสำหรับอุตสาหกรรมเคลือบผิวและพลาสติก เมื่อสลายตัวด้วยความร้อน จะปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ซึ่งอาจนำไปใช้ในงานวิจัยหรือการศึกษาการปล่อยก๊าซแบบเฉพาะทาง แม้ไม่ใช่การรักษาทางการแพทย์มาตรฐาน แต่มีคุณสมบัติขยายหลอดเลือดและถูกนำไปใช้ในทางที่ผิดแบบสูดดมเพื่อผลกระทบทางใจที่สั้นๆ คล้ายอัลคิลไนไตรต์ ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพสูง ในฐานะสารเคมีพิเศษ ต้องจัดการด้วยความระมัดระวังเนื่องจากติดไฟง่าย ระเบิดง่าย และไวต่อความร้อน การกระแทก หรือการปนเปื้อน