สารละลายโคลีนไฮดรอกไซด์ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ต่าง ๆ โดยเฉพาะในการผลิตเกลือโคลีน ซึ่งจำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและสารเติมแต่งในอาหารสัตว์ มันทำหน้าที่เป็นสารเคมีหลักในการเตรียมฟอสโฟลิปิด ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์และถูกใช้ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมและอาหาร

ในสาขาชีวเคมี สารละลายนี้ถูกใช้เป็นสารบัฟเฟอร์ในปฏิกิริยาเอนไซม์และการศึกษาโปรตีน เนื่องจากความสามารถในการรักษาสภาพแวดล้อม pH ที่เสถียร มันยังถูกใช้ในการผลิตสารลดแรงตึงผิวและน้ำยาทำความสะอาด โดยทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์และสารทำให้เสถียรที่มีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ สารละลายโคลีนไฮดรอกไซด์ยังถูกนำไปใช้ในการผลิตไบโอดีเซล โดยทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน ซึ่งแปลงไขมันและน้ำมันให้เป็นเชื้อเพลิงไบโอดีเซล บทบาทของมันในกระบวนการนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญในเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน

ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ มันถูกใช้ในการพัฒนาจอแสดงผลแบบผลึกเหลว (LCD) และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ โดยช่วยในการสะสมฟิล์มบางและการสร้างชั้นนำไฟฟ้า

โดยรวมแล้ว สารละลายโคลีนไฮดรอกไซด์เป็นสารเคมีที่หลากหลายที่มีการประยุกต์ใช้ที่สำคัญในอุตสาหกรรมต่าง ๆ รวมถึงโภชนาการ ชีวเคมี การผลิต พลังงานหมุนเวียน และอิเล็กทรอนิกส์