3-Hydroxyvaleric acid มีการใช้งานในหลายด้านทั้งในอุตสาหกรรมและงานวิจัย ตัวอย่างเช่น: - ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์โพลีเมอร์ชีวภาพ (biopolymers) เช่น PHBV (Polyhydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) ซึ่งเป็นพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม - ใช้ในกระบวนการผลิตสารเคมีอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมเคมีชีวภาพ - มีบทบาทในการศึกษาทางชีวเคมีและชีววิทยาโมเลกุล เนื่องจากเป็นสารกลางในกระบวนการเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์บางชนิด - ใช้ในงานวิจัยเพื่อพัฒนาวัสดุใหม่ๆ ที่มีความยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ยังมีการศึกษาเพื่อนำไปใช้ในทางการแพทย์และเภสัชกรรม แต่ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนา