3-Methylsulfolane ใช้หลักๆ เป็นตัวทำละลายในกระบวนการอุตสาหกรรมและทางเคมีต่างๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติการละลายที่ยอดเยี่ยมและความเสถียรทางความร้อน มีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษในการแยกและทำให้บริสุทธิ์สารประกอบไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก เช่น เบนซีน โทลูอีน และไซลีน จากกระแสปิโตรเลียม ความโพลาริตีสูงและความสามารถในการละลายสารประกอบอินทรีย์หลากหลายชนิดทำให้เป็นส่วนประกอบที่มีคุณค่าในกระบวนการบำบัดก๊าซ ซึ่งช่วยกำจัดก๊าซกรด เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์และคาร์บอนไดออกไซด์ จากก๊าซธรรมชาติ นอกจากนี้ ยังใช้ในการผสมสูตรสารเคมีพิเศษ สีเคลือบ และกาว ซึ่งความเสถียรและคุณสมบัติการละลายช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม ใช้เป็นสื่อปฏิกิริยาสำหรับการสังเคราะห์ส่วนประกอบเภสัชภัณฑ์หลัก (APIs) เนื่องจากความเฉื่อยและความสามารถในการรักษาความสมบูรณ์ของปฏิกิริยา ความเป็นพิษต่ำและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่น้อยช่วยขยายการประยุกต์ใช้ในกระบวนการเคมีที่ยั่งยืน