2,3-Dimethylquinoxaline มีการนำไปใช้ในหลายด้าน โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมเคมีและเภสัชกรรม หนึ่งในการใช้งานหลักคือการเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบอื่นๆ ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น เช่น ยาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ในการวิจัยทางเคมีเพื่อศึกษาปฏิกิริยาและกลไกต่างๆ เนื่องจากโครงสร้างของมันมีความเสถียรและสามารถปรับเปลี่ยนได้ง่าย ในอุตสาหกรรมอาหาร 2,3-Dimethylquinoxaline อาจถูกใช้เป็นสารเติมแต่งเพื่อปรับปรุงคุณภาพหรือรสชาติของผลิตภัณฑ์ แต่ต้องอยู่ในปริมาณที่ควบคุมอย่างเคร่งครัดเพื่อความปลอดภัย