เมทิลามีนไฮโดรคลอไรด์ใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการผลิตยาต่างๆ รวมถึงเอเฟดรินและธีโอฟิลลิน ทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช ซึ่งช่วยในการป้องกันพืชและเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร ในอุตสาหกรรมเคมี ใช้ในการสังเคราะห์สีย้อม น้ำยาพื้นผิว และสารเคมียาง นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการผลิตสารเอ็น-เมทิลเรต ซึ่งจำเป็นต่อการพัฒนาโพลิเมอร์และเรซินบางชนิด การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงห้องปฏิบัติการ ที่ซึ่งใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาเมทิลเลชันและการแปลงเคมีอื่นๆ