2-Methylglutaric acid ใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีละเอียดและเภสัชภัณฑ์ โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น มักใช้ในการผลิตพอลิเมอร์และเรซิน โดยทำหน้าที่เป็นโมโนเมอร์หรือสารกลางเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุ ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม ใช้ในการพัฒนาส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) และเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ยา นอกจากนี้ ยังนำไปใช้ในการสังเคราะห์อินทรีย์เพื่อสร้างสารเคมีพิเศษ และในห้องปฏิบัติการวิจัยเพื่อศึกษากลไกการเผาผลาญและกลไกเอนไซม์ บทบาทในงานวิจัยชีวเคมีรวมถึงการเลียนแบบเมตาโบไลต์ตามธรรมชาติเพื่อทำความเข้าใจกระบวนการทางชีวภาพได้ดีขึ้น