tert-Nitrosobutane dimer ถูกใช้หลัก ๆ ในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารไนโตรเซติง (nitrosating agent) ซึ่งช่วยในการนำกลุ่มไนโตรโซ (nitroso groups) เข้าสู่สารประกอบอินทรีย์ต่าง ๆ มันมีคุณค่าอย่างยิ่งในการเตรียมอนุพันธ์ไนโตรโซ ซึ่งเป็นสารกลางในการสังเคราะห์ยา สีย้อม และสารเคมีละเอียดอื่น ๆ นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในเคมีโพลิเมอร์ โดยสามารถทำหน้าที่เป็นสารเชื่อมขวาง (cross-linking agent) หรือตัวเริ่มปฏิกิริยา (initiator) ในกระบวนการพอลิเมอริเซชัน ซึ่งช่วยยกระดับคุณสมบัติของโพลิเมอร์ที่ได้ บทบาทของมันในงานวิจัยและพัฒนาก็สำคัญ โดยช่วยในการศึกษากลไกปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบไนโตรโซ