Dimethyl 4-fluorophthalate ใช้หลักในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ขั้นสูง โดยเฉพาะในการพัฒนายาและสารเคมีเกษตร โครงสร้างอะโรมาติกฟลูออรีนของมันทำให้เป็นสารกลางที่มีคุณค่าในการสร้างโมเลกุลที่มีกิจกรรมทางชีวภาพเฉพาะ

ในการวิจัยเภสัชกรรม มันทำหน้าที่เป็นบล็อกก่อสร้างสำหรับออกแบบยาที่เล็งเป้าไปยังโรคต่างๆ รวมถึงมะเร็งและโรคทางระบบประสาท อะตอมฟลูออรีนช่วยเพิ่มความเสถียรทางเมแทบอลิซึมและ bioavailability ของสารประกอบที่ได้

นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในวิทยาศาสตร์วัสดุ ที่ใช้ในการพัฒนาพอลิเมอร์พิเศษและสารเคลือบที่มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น ความทนทานที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานสารเคมี และความเสถียรทางความร้อน

บทบาทในสังเคราะห์อินทรีย์ยังขยายไปถึงการผลิตผลึกเหลวและสีย้อม ที่ซึ่งคุณสมบัติโครงสร้างของมันมีส่วนช่วยในการ特性ทางแสงและอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการ