mPEG-COOH ถูกใช้ในหลายด้าน โดยเฉพาะในงานวิจัยและพัฒนายา มันช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายน้ำของโมเลกุลยา และช่วยยืดอายุการใช้งานของยาในกระแสเลือด โดยการต่อกลุ่ม mPEG-COOH เข้ากับโปรตีนหรือเปปไทด์จะช่วยลดการถูกกำจัดโดยระบบภูมิคุ้มกัน นอกจากนี้ยังใช้ในการสร้างระบบส่งยาแบบมีเป้าหมาย เช่น การต่อสารนี้กับนาโนพาร์ติเคิลหรือลิโพโซม เพื่อให้ส่งยาไปยังตำแหน่งเฉพาะในร่างกายได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในงานวัสดุชีวภาพ mPEG-COOH ใช้ปรับผิวของวัสดุทางการแพทย์เพื่อลดการเกาะติดของโปรตีนและเซลล์ ซึ่งช่วยลดการอักเสบเมื่อฝังวัสดุในร่างกาย ยังนิยมใช้ในเทคนิคทางชีววิทยาระดับโมเลกุล เช่น การติดฉลากหรือเชื่อมโยงสารชีวโมเลกุลเพื่อการตรวจวัดหรือวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ