3-Methoxypyrrolidine hydrochloride ใช้เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์เภสัชภัณฑ์ต่างๆ โดยเฉพาะในการพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปยังระบบประสาทส่วนกลาง สารนี้มีบทบาทในการผลิตสารประกอบที่มีศักยภาพในการรักษาความผิดปกติทางระบบประสาท เช่น ภาวะซึมเศร้า ความวิตกกังวล และโรคพาร์กินสัน นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางเคมีอินทรีย์เพื่อสร้างโมเลกุลใหม่ที่มีกิจกรรมทางชีวภาพเฉพาะเจาะจง การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่การพัฒนาสารเคมีเกษตร โดยมีส่วนช่วยในการออกแบบยาฆ่าแมลงหรือสารกำจัดวัชพืชใหม่ ความหลากหลายของสารนี้ทำให้มีคุณค่าในทั้งสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมและวิชาการสำหรับการสำรวจเส้นทางเคมีที่เป็นนวัตกรรม เนื่องจากโครงสร้างที่มีความยืดหยุ่นและปรับเปลี่ยนได้ง่าย