3-Cbz-aminopentanoic acid ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับเปปไทด์และโมเลกุลซับซ้อนอื่นๆ โดยทำหน้าที่เป็นอนุพันธ์กรดอะมิโนที่ได้รับการป้องกัน ซึ่งกลุ่ม Cbz (carbobenzyloxy) ช่วยปกป้องหมู่อะมิโนในระหว่างปฏิกิริยาเคมี สารนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการสังเคราะห์เปปไทด์ ช่วยให้สามารถสร้างโซ่เปปไทด์ทีละขั้นตอนโดยป้องกันปฏิกิริยาไม่พึงประสงค์ นอกจากนี้ยังใช้ในการพัฒนายาเคมีภัณฑ์ โดยที่การปล่อยหมู่อะมิโนที่ควบคุมได้จำเป็นสำหรับการออกแบบและสังเคราะห์ยา นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในงานวิจัย เช่น การศึกษาเกี่ยวกับกลไกของเอนไซม์และการพัฒนาสารชีวภาพที่มีฤทธิ์ ความหลากหลายของสารนี้ทำให้เป็น reagent สำคัญในเคมียารักษาและชีวเคมี