mPEG-COOH ถูกใช้ใน bioconjugation เพื่อดัดแปลงโปรตีน เปปไทด์ และนาโนพาร์ทิเคิล โดยช่วยเพิ่มความละลายน้ำ ความคงตัว และลด immunogenicity. ใช้อย่างแพร่หลายในระบบส่งยาเพื่อยืดระยะเวลาการไหลเวียนของยารักษาในกระแสเลือด. ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อม (linker) ในการปรับผิวหน้าของอุปกรณ์การแพทย์และเซ็นเซอร์ชีวภาพ (biosensors). ช่วยให้เกิดการเชื่อมขวางที่ควบคุมได้ในการก่อตัวของ hydrogel สำหรับการวิศวกรรมเนื้อเยื่อ (tissue engineering) และการปล่อยยาอย่างต่อเนื่อง (sustained release). นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมต่อหรือตัวพา (linker or carrier) สำหรับการดัดแปลงโมเลกุลของโปรตีนหรือเปปไทด์ เพื่อเพิ่มความคงตัวในกระแสเลือด ลดการถูกกำจัดโดยระบบภูมิคุ้มกัน และยืดอายุการใช้งานของยาในร่างกาย โดยหมู่ -COOH สามารถทำปฏิกิริยากับหมู่อะมิโนหรือหมู่อื่น ๆ ได้ ทำให้สามารถผูกโมเลกุลเป้าหมายเข้ากับโครงสร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงนิยมใช้ในการสร้างนาโนพาร์ทิเคิลหรือเวสิเคิลสำหรับส่งยาเฉพาะจุด ระบบส่งยาแบบเจาะจง และงานวิจัยด้านชีววัสดุ.