N-Carbobenzoxyhydroxylamine ใช้เป็นหลักในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ในฐานะกลุ่มปกป้องสำหรับไฮดรอกซิลามีน (hydroxylamine) โดยช่วยในการปกป้องไฮดรอกซิลามีนแบบเลือกเฉพาะระหว่างปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อน ทำให้กลุ่มไฮดรอกซิลามีนคงสภาพเดิม ขณะที่กลุ่มฟังก์ชันอื่นๆ ถูกแปลง ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในการสังเคราะห์เปปไทด์และโมเลกุลชีวภาพอื่นๆ ที่ต้องการการควบคุมสภาวะปฏิกิริยาอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ ยังนำไปใช้ในการเตรียมออกซิม (oximes) และสารประกอบที่มีไนโตรเจนอื่นๆ ซึ่งเป็นสารกลางที่มีคุณค่าในเภสัชกรรมและสารเคมีเกษตร บทบาทของมันในการช่วยให้เกิดปฏิกิริยาที่ควบคุมได้และมีประสิทธิภาพทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในเคมีสังเคราะห์