N,N'-DME-N,N'-Bis-PEG2-acid ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านการวิจัยและพัฒนายา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการปรับเปลี่ยนโมเลกุลชีวภาพ เช่น โปรตีนและเปปไทด์ เพื่อเพิ่มความละลายน้ำและความเสถียรของสารเหล่านี้ นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบที่ใช้ในการส่งยาที่มีเป้าหมายเฉพาะเจาะจง (targeted drug delivery) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการรักษาและลดผลข้างเคียง ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง สารนี้ถูกนำมาใช้เป็นส่วนประกอบในผลิตภัณฑ์บำรุงผิว เพื่อช่วยให้สารออกฤทธิ์แทรกซึมเข้าสู่ชั้นผิวได้ดีขึ้น และยังช่วยเพิ่มความชุ่มชื้นให้กับผิวอีกด้วย นอกจากนี้ N,N'-DME-N,N'-Bis-PEG2-acid ยังมีบทบาทสำคัญในกระบวนการสร้างวัสดุนาโน (nanomaterial synthesis) โดยใช้เป็นตัวเชื่อมโยงโมเลกุล (linker) เพื่อสร้างโครงสร้างนาโนที่ซับซ้อนและมีประสิทธิภาพสูงสำหรับการใช้งานในด้านต่างๆ เช่น การตรวจวินิจฉัยโรคและการถ่ายภาพทางการแพทย์