Dimethyl cyclobutane-1,2-dicarboxylate ใช้หลักในฐานะสารกลางในการสังเคราะห์อินทรีย์ มีบทบาทสำคัญในการผลิตเภสัชภัณฑ์ โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น โครงสร้างวงแหวนไซโคลบิวเทนของมันมีคุณค่าต่อการสร้างสารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพเฉพาะเจาะจง นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาสารเคมีเกษตร โดยมีส่วนช่วยในการสังเคราะห์ยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช ในสาขาวิทยาศาสตร์วัสดุ สารประกอบนี้ช่วยในการสร้างโพลิเมอร์และสารเคมีพิเศษ เพิ่มคุณสมบัติ เช่น ความเสถียรและประสิทธิภาพ ความหลากหลายของมันในปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ทำให้เป็นส่วนประกอบสำคัญในงานวิจัยและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม