Este dieno es un precursor para sintetizar otros compuestos orgánicos y sirve como ligando en la química organometálica.
[4] El COD reacciona con borano para dar 9-borabiciclo[3.3.1]nonano,[5] comúnmente conocido como 9-BBN, un reactivo de química orgánica utilizado en hidroboraciones: El COD se añade a dicloruro de azufre SCl2 (o reactivos similares) para dar 2,6-dicloro-9-tiabiciclo[3.3.1]nonano:[6] El dicloruro resultante se puede modificar posteriormente como derivado di-azida o di-ciano en una sustitución nucleófila con la ayuda de asistencia anquimérica.
Éste se une normalmente a metales de valencia baja a través de los dos grupos alqueno uniéndose el centro metálico sobre ambos enlaces dobles.
Los complejos metálicos de COD son atractivos porque son lo suficientemente estables como para ser aislados, siendo a menudo más robustos que los complejos de etileno relacionados.
El isómero trans-trans del 1,5-ciclooctadieno, de elevada tensión estructural, es un compuesto conocido.