3-Cyclohexylpyrrolidine เป็นสารเคมีที่ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะส่วนประกอบพื้นฐานที่หลากหลายสำหรับการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน โครงสร้างของมันซึ่งมีกลุ่มไซโคลเฮกซิลติดกับวงแหวนพิรโรลิดีน ทำให้มีคุณค่าในการพัฒนายา โดยเฉพาะในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีศักยภาพในการรักษา มันมักถูกใช้ในการเตรียมสารกลางแบบคีรอล ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการผลิตยาที่บริสุทธิ์แบบเอนานติโอเมอร์ นอกจากนี้ สารประกอบนี้ยังถูกใช้ในงานวิจัยเพื่อศึกษาปฏิกิริยาเคมีและกลไก ซึ่งช่วยในการค้นพบสารเคมีใหม่ๆ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่อุตสาหกรรมเกษตรเคมี โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช