Diethyl azodicarboxylate ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ในฐานะสารเรย์เอเจนต์สำหรับปฏิกิริยา Mitsunobu ซึ่งเป็นวิธีสำคัญในการแปลงแอลกอฮอล์ให้เป็นเอสเตอร์ อีเทอร์ และอนุพันธ์อื่นๆ มันช่วยในการก่อตัวของพันธะคาร์บอน-ไนโตรเจนและคาร์บอน-ออกซิเจน ทำให้มีคุณค่าในการผลิตยาและสารเคมีละเอียด นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิก ซึ่งมีความสำคัญในการพัฒนายา บทบาทของมันในฐานะสาร dehydrogenating ก็เด่นชัดในการเตรียมสารประกอบอะโซและอินเทอร์มีเดียทอินทรีย์อื่นๆ อย่างไรก็ตาม ต้องระมัดระวังในการใช้งานเนื่องจากอาจไวไฟและก่อให้เกิดอันตรายหากไม่ปฏิบัติตามมาตรการความปลอดภัย