N-(4-Methoxybenzyl)hydroxylamine ถูกนำมาใช้หลักๆ ในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะส่วนประกอบที่หลากหลายสำหรับการเตรียมสารประกอบที่มีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาต่างๆ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์อนุพันธ์ออกซิม ซึ่งมักถูกสำรวจเพื่อคุณสมบัติทางรักษาที่มีศักยภาพ รวมถึงฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์ ต้านมะเร็ง และต้านการอักเสบ นอกจากนี้ สารนี้ยังถูกใช้ในการพัฒนาเชลติงเอเจนต์ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการประสานไอออนโลหะและกระบวนการขจัดพิษ กลุ่มเมทอกซิเบนซิลของมันยังมีประโยชน์ในกลยุทธ์กลุ่มปกป้องระหว่างปฏิกิริยาอินทรีย์ที่ซับซ้อน โดยเฉพาะในเคมีเปปไทด์และคาร์โบไฮเดรต