2,4-Pentanedione dioxime ใช้หลักๆ เป็นสารจับคู่เชิงซ้อนในกระบวนการอุตสาหกรรมและเคมีต่างๆ มีประสิทธิภาพสูงในการสร้างเชิงซ้อนที่เสถียรกับไอออนโลหะ ทำให้มีคุณค่าในการสกัดและทำให้โลหะบริสุทธิ์ ในเคมีวิเคราะห์ ใช้เป็นรีเอเจนต์สำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณโลหะเฉพาะ เช่น นิกเกิลและทองแดง เนื่องจากคุณสมบัติการจับแบบเลือกเพศ นอกจากนี้ 2,4-pentanedione dioxime ยังใช้ในการสังเคราะห์สารเชิงซ้อนและตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งนำไปใช้ในปฏิกิริยาอินทรีย์และกระบวนการพอลิเมอไรเซชัน ความสามารถในการเป็นสารจับคีเลทยังทำให้มีประโยชน์ในการบำบัดน้ำเพื่อกำจัดสารปนเปื้อนโลหะหนัก ในงานวิจัย ใช้เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการพัฒนาสารเคมีใหม่ที่มีศักยภาพในวิทยาศาสตร์วัสดุและเภสัชกรรม