N-Nitroso-N-methylaniline ถูกใช้ในการวิจัยทางเคมีเป็นหลัก เพื่อศึกษาปฏิกิริยาและกลไกการเกิดสารประกอบไนโตรโซ เนื่องจากเป็นสารที่สามารถเกิดปฏิกิริยาไนโตรซิเอชันได้ดี มักใช้เป็นโมเดลในห้องปฏิบัติการเพื่อทำความเข้าใจกระบวนการทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบไนโตรโซอื่นๆ นอกจากนี้ ยังมีการนำไปใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีเฉพาะทางบางชนิด แต่เนื่องจากมีความเป็นพิษสูงและอาจก่อให้เกิดมะเร็ง การใช้งานจึงถูกจำกัดอยู่ในวงการวิจัยและต้องมีการควบคุมอย่างเคร่งครัด