3,5-Dimethylisoxazole-4-sulfonyl chloride เป็นสารเคมีที่ใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ต่างๆ โดยเฉพาะในกระบวนการ sulfonylation ซึ่งเป็นการเติมกลุ่มซัลโฟนิลเข้าไปในโมเลกุลเป้าหมาย สารนี้มักถูกนำไปใช้ในการผลิตยารักษาโรค เนื่องจากสามารถช่วยในการสร้างโครงสร้างทางเคมีที่ซับซ้อนและมีความเฉพาะเจาะจงได้ นอกจากนี้ยังใช้ในงานวิจัยทางเคมีเพื่อพัฒนาสารประกอบใหม่ที่มีศักยภาพในการเป็นตัวยา หรือสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ เนื่องจากมีความเสถียรและสามารถทำปฏิกิริยาได้ดีกับสารตั้งต้นหลายชนิด