5-Bromo-3-methylbenzo[d]isoxazole ใช้หลักในการวิจัยและพัฒนายาเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์โมเลกุลชีวภาพต่างๆ โครงสร้างของมันมีคุณค่าอย่างยิ่งในการออกแบบยาที่มุ่งเป้าไปที่โรคทางระบบประสาท เช่น โรคลมชักและความวิตกกังวล เนื่องจากสามารถโต้ตอบกับตัวรับเฉพาะในสมอง นอกจากนี้ ยังนำไปใช้ในการพัฒนาสารเคมีเกษตร โดยมีส่วนในการสร้างยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืชใหม่ๆ ความหลากหลายของมันยังขยายไปถึงวิทยาศาสตร์วัสดุ ซึ่งใช้ในการสังเคราะห์วัสดุอินทรีย์ขั้นสูงที่มีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และโฟโตอิเล็กทรอนิกส์