4-Phenyloxazole มีการใช้งานในหลายด้าน โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยาและวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากโครงสร้างที่มีเสถียรภาพและสามารถทำปฏิกิริยาต่อได้ง่าย สารนี้จึงถูกใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ยาต้านจุลชีพ ยาต้านอักเสบ และสารที่มีศักยภาพในการต้านมะเร็ง นอกจากนี้ 4-Phenyloxazole ยังถูกนำไปใช้ในงานวิจัยด้านวัสดุออปโตอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากมีคุณสมบัติในการปล่อยแสงหรือการนำไฟฟ้าในระดับโมเลกุล ทำให้สามารถประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์เช่น LED ออร์แกนิก หรือเซนเซอร์แสง ในงานสังเคราะห์สารเคมีขั้นสูง สารนี้ยังทำหน้าที่เป็นลิแกนด์หรือตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการเคมีบางประเภท โดยเฉพาะในปฏิกิริยาที่ต้องการความจำเพาะสูง