3-Nitro-4,5-dihydroisoxazole ใช้หลักในการสังเคราะห์ยาต่างๆ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตยาที่มุ่งเป้าไปยังโรคหัวใจและหลอดเลือด รวมถึงความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลาง โครงสร้างที่ไม่เหมือนใครของมันช่วยให้สามารถพัฒนาโมเลกุลชีวภาพที่มีฤทธิ์แรง เพิ่มประสิทธิภาพและความจำเพาะของยา นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในเคมีเกษตรกรรม โดยใช้ในการสร้างยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืชใหม่ๆ ซึ่งช่วยปรับปรุงการป้องกันพืชและผลผลิต ในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุ มันถูกสำรวจเพื่อพัฒนาโพลิเมอร์ขั้นสูงและสารเคลือบที่ให้ความทนทานและความต้านทานต่อปัจจัยสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้น