4-AMINO-TEMPO เป็นสารไนทрокไซด์เรดิคอลที่มีเสถียรภาพ ถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นตัวติดฉลากสปินในเทคนิคสเปกโทรสโกปี EPR (Electron Paramagnetic Resonance) เพื่อศึกษาการเคลื่อนไหวของโมเลกุลและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในระบบชีวภาพ การประยุกต์ใช้หลักคือการติดฉลากโปรตีน กรดนิวคลีอิก และเมมเบรน ซึ่งช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง การพับตัว และปฏิกิริยาที่ระดับโมเลกุล ด้วยเรดิคอลไนทрокไซด์ที่เสถียร จึงเป็นตัวตรวจวัดที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมท้องถิ่น เช่น pH ความขั้ว และความหนืด

นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในวิทยาศาสตร์โพลิเมอร์เป็นตัวกลางในเทคนิคพอลิเมอริเซชันเรดิคอลแบบควบคุม ซึ่งช่วยให้สามารถปรับแต่งน้ำหนักโมเลกุลและโครงสร้างของโพลิเมอร์ได้อย่างแม่นยำ

4-AMINO-TEMPO ยังทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในระบบออกซิเดชันแบบเลือกจำเพาะ โดยเฉพาะการออกซิเดชันแอลกอฮอล์ให้เป็นอัลดีไฮด์หรือคีโตนในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และมีประสิทธิภาพสูง โดยมักใช้ร่วมกับสารออกซิไดซ์ร่วม คุณสมบัติการละลายน้ำได้ดีทำให้เหมาะสำหรับการใช้ในตัวกลางน้ำ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

นอกจากนี้ ยังเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ไนทрокไซด์ที่ถูกปรับแต่งหน้าที่สำหรับใช้ในตัวเร่งปฏิกิริยา เซ็นเซอร์ และการศึกษาเรื่องสารต้านอนุมูลอิสระ กลุ่มอะมิโนช่วยให้สามารถคอนจูเกตกับชีวโมเลกุลและพื้นผิวได้ง่าย ขยายการประยุกต์ใช้ในชีวคอนจูเกชันและวิทยาศาสตร์วัสดุ