2-Chloro-3-iodobenzoic acid ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นสารตั้งต้นที่หลากหลาย ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการเตรียมโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยเฉพาะในงานวิจัยเภสัชกรรม สารประกอบนี้มักใช้ในการพัฒนาส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) เนื่องจากโครงสร้างที่มีฮาโลเจนซึ่งช่วยให้สามารถปรับแต่งเพิ่มเติมได้ นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีเกษตร โดยโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ช่วยในการสร้างสารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพเฉพาะเจาะจง นอกจากนั้นยังมีการประยุกต์ใช้ในวิทยาศาสตร์วัสดุสำหรับการพัฒนาโพลิเมอร์เฉพาะทางและวัสดุอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ หมู่ฮาโลเจนของมันทำให้เป็นสารตั้งต้นที่มีประโยชน์ในการทำปฏิกิริยาการจับคู่ข้าม (cross-coupling reactions) ซึ่งเป็นพื้นฐานในการสร้างโครงสร้างอินทรีย์ที่ซับซ้อน