O-Allylhydroxylamine Hydrochloride ใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นรีเอเจนต์สำหรับการนำกลุ่มอัลลิลเข้าไปในโครงสร้างเคมีต่างๆ มักใช้ในการเตรียมอัลลิลเอมีน ซึ่งเป็นสารกลางที่มีค่าต่อการผลิตเภสัชภัณฑ์ เคมีเกษตร และเคมีภัณฑ์ละเอียด สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์ฮีเทอโรไซเคิลและโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนอื่นๆ โดยความสามารถในการสร้างสารกลางที่เสถียรมีบทบาทสำคัญ นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในการปรับเปลี่ยนพอลิเมอร์และชีวโมเลกุล เพื่อเสริมคุณสมบัติการทำงานสำหรับวัตถุประสงค์อุตสาหกรรมหรือการวิจัยเฉพาะ ความหลากหลายและปฏิกิริยาของมันทำให้เป็นส่วนประกอบหลักในเส้นทางสังเคราะห์หลายอย่าง