อะโซซีเบนซีนถูกนำมาใช้เป็นหลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารตั้งต้นสำหรับการผลิตสารประกอบอะโซต่างๆ ซึ่งถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสีย้อม ความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาการรีดักชันทำให้มีคุณค่ากในการสร้างสีย้อมและเม็ดสีสำหรับสิ่งทอ หมึก และพลาสติก นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นสารกลางในการสังเคราะห์ยา โดยเฉพาะในการพัฒนาสารประกอบที่มีคุณสมบัติบำบัดที่เป็นไปได้ ในงานวิจัย อะโซซีเบนซีนถูกนำมาใช้เป็นสารตัวอย่างเพื่อศึกษาพฤติกรรมของกลุ่มอะโซซีในปฏิกิริยาเคมี ช่วยในการทำความเข้าใจกลไกปฏิกิริยาและการพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ใหม่ๆ การประยุกต์ใช้นอกจากนี้ยังขยายไปสู่สาขาของผลึกเหลว ซึ่งมีส่วนช่วยในการศึกษาคุณสมบัติโครงสร้างโมเลกุลและคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการแสดงผล