2,3-Dimethylcyclohexanol ใช้หลักในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ต่างๆ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางในการผลิตน้ำหอมและรสชาติ สนับสนุนการสร้างโปรไฟล์กลิ่นที่ซับซ้อนในน้ำหอมและสารเติมแต่งอาหาร นอกจากนี้ ยังใช้ในการพัฒนายา โดยเป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับโมเลกุลที่ซับซ้อนกว่า ในงานอุตสาหกรรม พบการใช้ในการผสมตัวทำละลายและพลาสติไซเซอร์ เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นและความทนทานของพลาสติก บทบาทในงานวิจัยเคมีก็สำคัญ โดยช่วยในการศึกษาสเตอริโอเคมีและกลไกปฏิกิริยา