ไซโคลโนนาโนนถูกใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นสารกลางสำคัญสำหรับการผลิตสารประกอบอินทรีย์ซับซ้อนต่างๆ โครงสร้างวงแหวนที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้มีคุณค่าในการพัฒนาสารเคมีเฉพาะทาง รวมถึงน้ำหอมและสารปรุงแต่งรส ซึ่งช่วยในการสร้างโปรไฟล์กลิ่นหอมเฉพาะ นอกจากนี้ ยังใช้ในการสังเคราะห์ยา โดยเฉพาะในการสร้างสารประกอบมาโครไซคลิกที่จำเป็นสำหรับสูตรยาบางชนิด ในวิทยาศาสตร์วัสดุ ไซโคลโนนาโนนใช้ในการเตรียมโพลิเมอร์และเรซิน ซึ่งธรรมชาติวงแหวนของมันช่วยเพิ่มความเสถียรและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์สุดท้าย การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการวิจัยและพัฒนา ซึ่งทำหน้าที่เป็นบล็อกก่อสร้างสำหรับสำรวจปฏิกิริยาเคมีใหม่และเส้นทาง