เมทิล 4-ไนโตรบิวทิเรต ใช้เป็นสารกลางในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตเภสัชภัณฑ์และสารเคมีละเอียด มีบทบาทในการเตรียมสารประกอบที่มีกลุ่มฟังก์ชันไนโตร ซึ่งมีคุณค่าในเคมียารักษาโรคสำหรับการพัฒนายา นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัยเพื่อศึกษากลไกปฏิกิริยาและพัฒนาเส้นทางสังเคราะห์ใหม่ กลุ่มไนโตรของมันทำให้เป็นหน่วยย่อยก่อสร้างที่มีประโยชน์สำหรับการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น