3,5-Dimethylmorpholine hydrochloride ถูกนำมาใช้หลักๆ ในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารเคมีหรือสารกลาง ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการผลิตยาต่างๆ โครงสร้างของมันมีคุณค่าในการก่อตัวโมเลกุลที่ซับซ้อน โดยเฉพาะในการพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาทและโรคหัวใจและหลอดเลือด นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือสารเติมแต่งในปฏิกิริยาเคมีบางชนิด ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความเลือกสรรในการวิจัย มันถูกนำมาใช้ในการศึกษากลไกปฏิกิริยาและพัฒนาเส้นทางสังเคราะห์ใหม่ๆ การประยุกต์ใช้นอกจากนี้ยังขยายไปถึงการเตรียมสารเคมีเกษตรและสารเคมีพิเศษ ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาการป้องกันพืชและวิทยาศาสตร์วัสดุ