กรด 2-คลอโรเทเรฟทาลิก ใช้หลักในการสังเคราะห์วัสดุขั้นสูง โดยเฉพาะในการผลิตโพลิเมอร์และผลึกเหลว เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตโพลีเอสเตอร์และโพลีเอไมด์ประสิทธิภาพสูง ซึ่งจำเป็นในการสร้างเส้นใย ฟิล์ม และพลาสติกวิศวกรรมที่มีคุณสมบัติทางความร้อนและกลไกที่ปรับปรุงแล้ว นอกจากนี้ ยังใช้ในการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์และวัสดุออปโตอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งมีส่วนในการผลิตอุปกรณ์เช่น ไดโอดแสงสว่างอินทรีย์ (OLEDs) และเซลล์โฟโตโวลตาอิก บทบาทในสังเคราะห์เคมีละเอียดยังขยายไปถึงการเตรียมสารกลางเภสัชกรรมและสารเคมีเกษตร ซึ่งคุณสมบัติโครงสร้างช่วยในการสร้างสารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพ