2,4-ไดไฮดรอกซี-3-ไนโตรควิโนลีน ถูกนำมาใช้หลักๆ ในสาขาเคมีทางการแพทย์และการวิจัยเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพต่างๆ โดยเฉพาะสารที่มีศักยภาพต้านจุลชีพและต้านมะเร็ง โครงสร้างของมันมักถูกปรับแต่งเพื่อพัฒนาอนุพันธ์ควิโนลีนใหม่ๆ ที่สามารถเล็งเป้าไปยังเอนไซม์หรือเส้นทางเฉพาะในกลไกโรค นอกจากนี้ ยังมีการสำรวจบทบาทของมันในการพัฒนาโพรบเรืองแสง ซึ่งใช้ในงานทดสอบทางชีวเคมีเพื่อศึกษากระบวนการในเซลล์และตรวจจับโมเลกุลเฉพาะ กลุ่มไนโตรและไฮดรอกซิลทำให้มันเป็นบล็อกก่อสร้างที่หลากหลายสำหรับการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้นที่มีฟังก์ชันที่ปรับแต่งได้