2,5-ไดเมทิลอินโดลีนใช้หลักในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ต่าง ๆ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมและเกษตรเคมี เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตอนุพันธ์อินโดล ซึ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนายาที่มีคุณสมบัติทางบำบัด

ในการวิจัยเภสัชกรรม ถูกนำมาใช้ในการสร้างสารประกอบที่อาจแสดงกิจกรรมทางชีวภาพ เช่น ต้านการอักเสบ ต้านไวรัส หรือต้านมะเร็ง โครงสร้างของมันยังมีคุณค่าในการพัฒนาสีย้อมและเม็ดสี เนื่องจากสามารถสร้างสีที่เสถียรและสดใส

นอกจากนี้ 2,5-ไดเมทิลอินโดลีนถูกใช้ในการสังเคราะห์โมเลกุลซับซ้อนสำหรับวิทยาศาสตร์วัสดุ สนับสนุนการสร้างโพลิเมอร์ขั้นสูงและสารเคลือบที่มีคุณสมบัติเฉพาะ ความหลากหลายทำให้เป็นบล็อกก่อสร้างที่มีคุณค่าในเคมีอินทรีย์และการประยุกต์อุตสาหกรรม