藥物合成：NG-甲基-L-精氨酸是合成某些藥物的重要中間體。例如，它可用于制備含有堿性成纖維細胞生長因子的藥物組合物，這些組合物可以被制備成粉針劑、水劑、脂質(zhì)體等，用于治療繼發(fā)性脊髓損傷等疾病。

手性試劑：NG-甲基-L-精氨酸是不對稱合成領(lǐng)域中合成手性試劑的重要手性源。手性試劑在合成具有特定立體化學(xué)結(jié)構(gòu)的化合物中起著關(guān)鍵作用。

外消旋體拆分：NG-甲基-L-精氨酸在拆分外消旋體方面也有廣泛應(yīng)用。外消旋體是由一對對映異構(gòu)體組成的混合物，拆分外消旋體可以獲得純的對映異構(gòu)體，這對于藥物和精細化學(xué)品的合成非常重要。

化學(xué)研究：NG-甲基-L-精氨酸在化學(xué)研究中也常被用作模型化合物，用于研究其物理化學(xué)性質(zhì)、反應(yīng)機理等。