2,4-Dimethylpyridine-3-carboxylic acid ใช้ในการสังเคราะห์ยา โดยเฉพาะในการพัฒนายาที่เล็งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาท ทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตสารประกอบที่มีคุณสมบัติต้านการอักเสบและยาแก้ปวด ใช้ในการวิจัยเคมีอินทรีย์สำหรับการเตรียมโมเลกุลที่ซับซ้อน เนื่องจากมีกลุ่มกรดคาร์บอกซิลิกและไพริดีนที่ทำปฏิกิริยาได้ นอกจากนี้ ยังใช้ในการสร้างสารเคมีเกษตร เช่น ยาฆ่าวัชพืชและยาฆ่าแมลง เพื่อเสริมการป้องกันพืช ลูกหลานของสารนี้ถูกสำรวจในวิทยาศาสตร์วัสดุสำหรับการพัฒนาโพลิเมอร์และสารเคลือบขั้นสูง