4-Methylmorpholine N-oxide ใช้เป็นตัวทำละลายในกระบวนการผลิตวัสดุจากเซลลูโลส โดยเฉพาะในกระบวนการ Lyocell สำหรับการผลิตเส้นใย มันละลายเซลลูโลสได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ทำให้เสื่อมสภาพมากนัก ทำให้จำเป็นสำหรับการสร้างสิ่งทอที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ ยังใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในปฏิกิริยาออกซิเดชัน ซึ่งช่วยในการแปลงแอลกอฮอล์เป็นสารประกอบคาร์บอนิล ความเสถียรและประสิทธิภาพในกระบวนการเหล่านี้ทำให้เป็นส่วนประกอบที่มีคุณค่าในทั้งการตั้งค่าอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ