N2,N2-Dimethylpyrimidine-2,4-diamine ใช้หลักในการสังเคราะห์เภสัชภัณฑ์และเคมีภัณฑ์เกษตร โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตยาต่างๆ โดยเฉพาะยาที่มุ่งเป้าไปยังการติดเชื้อไวรัสและมะเร็งบางชนิด ในด้านเคมีเกษตร สารนี้ถูกนำมาใช้ในการพัฒนาสารกำจัดวัชพืชและสารกำจัดเชื้อรา ซึ่งช่วยปกป้องพืชผลจากโรคและศัตรูพืช นอกจากนี้ สารประกอบนี้ยังถูกใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัยเพื่อพัฒนาเอนทิตีเคมีใหม่และศึกษากลไกทางชีวเคมี บทบาทของมันในแอปพลิเคชันเหล่านี้มีความสำคัญเนื่องจากความสามารถในการทำหน้าที่เป็นหน่วยย่อยพื้นฐานในปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อน