3-Chloroquinoxaline-2-carbaldehyde ถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีที่มีความสำคัญในอุตสาหกรรมยา โดยเฉพาะการพัฒนายาต้านเชื้อแบคทีเรียและยาต้านมะเร็ง สารนี้เป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในการสร้างสารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น การสังเคราะห์ quinoxaline derivatives ซึ่งมีศักยภาพในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งและเชื้อจุลินทรีย์ นอกจากนี้ยังมีการศึกษาการนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์สารเคมีอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับเภสัชวิทยาและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์