Chloroacetyl isocyanate ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารเคมีที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีคุณค่าต่อการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิก เช่น ออกซาโซลและไทอาโซล ซึ่งมีความสำคัญในอุตสาหกรรมยาและสารเคมีเกษตร สารนี้ยังถูกนำมาใช้ในการปรับเปลี่ยนเปปไทด์และโปรตีน เพื่ออำนวยความสะดวกในการนำกลุ่มฟังก์ชันเข้ามา ซึ่งสามารถเพิ่มกิจกรรมทางชีวภาพหรือความเสถียร นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์สารกำจัดวัชพืชและยาฆ่าแมลงต่างๆ สนับสนุนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ป้องกันพืช ความตอบสนองต่อนิวคลิโอไฟล์ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเป็นสารที่มีความไวสูงและเป็นอันตราย จึงต้องจัดการอย่างระมัดระวังและปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัย