4-Methylisoindoline hydrochloride ใช้หลัก ๆ ในงานวิจัยและพัฒนายาเภสัชกรรม สารประกอบนี้ทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์โมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพต่าง ๆ มีคุณค่าอย่างยิ่งในการสร้างสารประกอบที่เล็งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาท เช่น โรคพาร์กินสันและโรคจิตเภท เนื่องจากคุณสมบัติโครงสร้างที่โต้ตอบกับตัวรับโดพามีน นอกจากนี้ยังใช้ในการพัฒนายาเพื่อรักษาอาการซึมเศร้าและความวิตกกังวล บทบาทในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ยังขยายไปถึงการผลิตวัสดุใหม่และลิแกนด์สำหรับกระบวนการเร่งปฏิกิริยาในเคมีอุตสาหกรรม