4-Methylmorpholine N-oxide ใช้เป็นตัวทำละลายที่มีประสิทธิภาพในกระบวนการผลิตเส้นใยเซลลูโลสเรเจเนอเรต (regenerated cellulose fibers) เช่น ไหมเทียม (viscose) และไลโอเซล (lyocell) โดยช่วยในการละลายเซลลูโลสเพื่อให้สามารถปั่นเป็นเส้นใยได้ นอกจากนี้ยังถูกนำมาใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมีเป็นตัวออกซิไดซ์อ่อน (mild oxidizing agent) และเป็นตัวทำปฏิกิริยาในกระบวนการผลิตสารเคมีต่างๆ อีกด้วย