6-Bromo-5-methylquinoxaline ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นสารกลางสำคัญในการพัฒนาสารเคมีที่ซับซ้อนมากขึ้น โครงสร้างของมันมีคุณค่าอย่างยิ่งในการสังเคราะห์เภสัชภัณฑ์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการสร้างโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพต่างๆ สารนี้มักใช้ในการเตรียมอนุพันธ์ควิโนซาลีน ซึ่งเป็นที่รู้จักในด้านการประยุกต์ใช้ในเคมียารักษาโรค รวมถึงศักยภาพในการเป็นยาต้านมะเร็ง ต้านแบคทีเรีย และต้านไวรัส นอกจากนี้ ยังใช้ในงานวิจัยเพื่อศึกษาปฏิกิริยาเคมีและกลไก ซึ่งมีส่วนช่วยในการค้นพบยาและวิทยาศาสตร์วัสดุ