3-Chlorocyclohexene ใช้หลักๆ เป็นสารกลางในการสังเคราะห์อินทรีย์ มีบทบาทสำคัญในการผลิตยาและสารเคมีเกษตรต่างๆ เนื่องจากมีอะตอมคลอรีนที่ทำปฏิกิริยาได้และโครงสร้างไซโคลเฮกซีน สารนี้มักใช้ในปฏิกิริยาการสร้างวง (cyclization reactions) ซึ่งช่วยก่อตัวโครงสร้างวงซับซ้อนที่จำเป็นในการพัฒนายา นอกจากนี้ ยังเป็นบล็อกพื้นฐานในการสังเคราะห์สารเคมีพิเศษ รวมถึงพอลิเมอร์และเรซิน โดยความสามารถในการทำปฏิกิริยาของมันช่วยสร้างวัสดุที่ปรับแต่งได้ตามต้องการที่มีคุณสมบัติเฉพาะ ในงานวิจัย ใช้ในการศึกษาปฏิกิริยาการเติมเอเลคโทรฟิลิก (electrophilic addition reactions) เพื่อให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกและเส้นทางปฏิกิริยา ความหลากหลายของมันทำให้มีคุณค่าทั้งในอุตสาหกรรมและสถาบันวิชาการ