O-Isobutylhydroxylamine Hydrochloride ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะรีเอเจนต์ที่หลากหลาย โดยเฉพาะในการก่อตัวของออกซิมและไนโทน สารนี้มีบทบาทสำคัญในการป้องกันกลุ่มคาร์บอนิลระหว่างปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อน เพื่อให้มั่นใจในการแปลงแบบเลือกเพศ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมสำหรับการสังเคราะห์สารกลางในการพัฒนายา โดยเฉพาะในการผลิตสารประกอบที่มีศักยภาพในการรักษา ประโยชน์ของสารนี้ขยายไปถึงเคมีโพลิเมอร์ ซึ่งช่วยในการปรับเปลี่ยนโพลิเมอร์เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ นอกจากนี้ สารประกอบนี้ยังมีคุณค่าในงานวิจัยสำหรับการศึกษากลไกปฏิกิริยาและพัฒนาเส้นทางสังเคราะห์ใหม่