3-Methylcyclooctene ใช้หลักในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และการประยุกต์ใช้ในการวิจัย เป็นสารตัวกลางสำคัญในการผลิตสารประกอบเคมีที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยเฉพาะในการพัฒนาสารเคมีพิเศษและเคมีภัณฑ์ละเอียด โครงสร้างของมันมีคุณค่าในการเกิดปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชัน ซึ่งสามารถใช้สร้างโพลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติเฉพาะ นอกจากนี้ ยังใช้ในการศึกษาการโพลิเมอไรเซชันเมตาธิซิสแบบเปิดวง (ROMP) เพื่อพัฒนาวัสดุขั้นสูง ในการวิจัยเภสัชภัณฑ์ มันสามารถทำหน้าที่เป็นบล็อกสร้างสำหรับสังเคราะห์ยารุ่นใหม่ โครงสร้างวงกลมที่ไม่เหมือนใครยังทำให้เป็นสารที่มีประโยชน์ในสาขาการเร่งปฏิกิริยา โดยเฉพาะในปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะทรานซิชัน มักใช้ในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชัน (hydrogenation) และการวิจัยทางเคมีเพื่อศึกษาปฏิกิริยาและกลไกการเกิดสารใหม่ ๆ