3-Methylazetidin-3-ol hydrochloride ใช้หลักๆ ในงานวิจัยเภสัชกรรม สารประกอบนี้ทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญ (key intermediate) ในการสังเคราะห์โมเลกุลชีวภาพต่างๆ โครงสร้างของมันมีคุณค่าอย่างยิ่งในการพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปยังความผิดปกติทางระบบประสาท เนื่องจากสามารถนำไปรวมในสารประกอบที่ปรับระบบส่งสัญญาณประสาท (neurotransmitter systems) นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการสร้างยาปฏิชีวนะใหม่ๆ โดยใช้แหวนอะซิติดีน (azetidine ring) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความเสถียรของผลิตภัณฑ์สุดท้าย ในเคมียารักษาโรค (medicinal chemistry) ยังมีการสำรวจศักยภาพของมันในการออกแบบตัวยับยั้งเอนไซม์ (enzyme inhibitors) ซึ่งมีส่วนช่วยในการรักษาโรคเช่นมะเร็งและการอักเสบ ความหลากหลายของมันทำให้เป็นส่วนประกอบสำคัญในการพัฒนาการค้นพบและพัฒนายา (drug discovery and development)