ใช้ในสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตสารตั้งต้นสำหรับยาหรือสารชีวภาพ เนื่องจากหมู่คาร์บอกซิลคลอไรด์มีความสามารถในการทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียหรืออะมีนได้ง่าย จึงเหมาะสำหรับสร้างแอมไพด์ที่เป็นส่วนประกอบสำคัญในโมเลกุลของยา หรือใช้ต่อเชื่อมหน่วยโมเลกุลต่าง ๆ ในกระบวนการพัฒนาสารใหม่ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นรีเอเจนต์ในการสร้างเอสเทอร์หรืออนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิกในงานวิจัยและอุตสาหกรรมเคมีเฉพาะทาง