1,3-Diazaspiro[4.5]decane-2,4-dione ใช้หลักในด้านการสังเคราะห์อินทรีย์และการวิจัยเภสัชกรรม เป็นสารกลางสำคัญในการพัฒนาสารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพต่างๆ รวมถึงยาที่มีศักยภาพในการรักษาความผิดปกติทางระบบประสาทและสาขาการรักษาอื่นๆ โครงสร้างสไปโรไซคลิกที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้มีคุณค่าต่อการสร้างโมเลกุลซับซ้อนที่มีคุณสมบัติทางเภสัชวิทยาเฉพาะ นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีเกษตร สนับสนุนการพัฒนายาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืชใหม่ ความหลากหลายของสารนี้ยังขยายไปถึงวิทยาศาสตร์วัสดุ ซึ่งมีการสำรวจเพื่อออกแบบโพลิเมอร์ขั้นสูงและสารเคลือบที่มีคุณสมบัติเฉพาะ