M-Peg4-phosphonic acid ethyl ester ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในสาขาการเชื่อมต่อทางชีวภาพ (bioconjugation) และการนำส่งยา (drug delivery) การประยุกต์ใช้หลักคือการปรับเปลี่ยนชีวโมเลกุล เช่น โปรตีน เพปไทด์ และแอนติบอดี เพื่อเพิ่มความสามารถในการละลาย ความเสถียร และการดูดซึมทางชีวภาพ สารประกอบนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการพัฒนาระบบนำส่งยาแบบกำหนดเป้าหมาย โดยทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมเพื่อยึดสารรักษาเข้ากับตัวพาหะหรือส่วนที่กำหนดเป้าหมาย นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์โปรดรัก (prodrugs) เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเภสัชจลนศาสตร์ของส่วนประกอบยาสำคัญที่ใช้งานได้ กลุ่มฟอสโฟนิกแอซิดของมันช่วยให้จับติดกับออกไซด์ของโลหะได้อย่างแข็งแรง ทำให้มีประโยชน์ในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวและการประยุกต์ใช้ทางนาโนเทคโนโลยี เช่น การสร้างนาโนอนุภาคที่ปรับแต่งหน้าที่สำหรับการวินิจฉัยทางการแพทย์และการถ่ายภาพ