4-Phenylmorpholine ใช้เป็นสารตั้งต้นในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตยาและสารเคมีเกษตร เป็นส่วนประกอบหลักในการพัฒนายาต่าง ๆ รวมถึงยาที่มีคุณสมบัติต้านการอักเสบ ยาแก้ปวด และยาต้านไวรัส นอกจากนี้ ยังใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีพิเศษและสีย้อม โดยโครงสร้างวงแหวนมอร์โฟลีนช่วยให้มีความเสถียรและปฏิกิริยาได้ดี ในงานอุตสาหกรรม ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือสารเติมแต่งในกระบวนการพอลิเมอไรเซชัน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของปฏิกิริยา ความหลากหลายของสารนี้ยังขยายไปสู่การวิจัยและพัฒนา ที่ใช้ในการศึกษาปฏิกิริยาเคมีและพัฒนาสารประกอบใหม่