2,3-Dichloroquinoxaline ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นสารตั้งต้นที่หลากหลายสำหรับการพัฒนาสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกต่าง ๆ มันทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตสารเคมีทางการเกษตร โดยเฉพาะในการสังเคราะห์สารกำจัดเชื้อราและสารกำจัดวัชพืช ซึ่งโครงสร้างของมันช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการควบคุมโรคพืชและวัชพืช นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม โดยใช้ในการสร้างสารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพ เช่น สารต้านจุลชีพและสารต้านมะเร็ง นอกจากนี้ยังมีบทบาทในวิทยาศาสตร์วัสดุ โดยใช้ในการสังเคราะห์วัสดุอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ รวมถึงสีย้อมและเม็ดสี เนื่องจากความสามารถในการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์