2-Chloro-1,10-phenanthroline ถูกนำมาใช้หลักๆ ในเคมีประสานเป็นลิแกนด์ที่หลากหลายสำหรับสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะ ความสามารถในการสร้างสารประกอบที่เสถียรกับโลหะทรานซิชันทำให้มีคุณค่าต่อการเร่งปฏิกิริยา โดยเฉพาะในปฏิกิริยาออกซิเดชันและการสังเคราะห์อินทรีย์ สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาวัสดุเรืองแสง โดยที่สารประกอบโลหะของมันแสดงคุณสมบัติทางโฟโตฟิสิกส์ที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งมีประโยชน์ในเซ็นเซอร์และอุปกรณ์แสงสว่าง นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์อนุพันธ์ phenanthroline ที่ซับซ้อนมากขึ้นสำหรับการวิจัยในชีวเคมีและวิทยาศาสตร์วัสดุ การประยุกต์ใช้ของมันขยายไปถึงการศึกษาการโต้ตอบกับ DNA และการยับยั้งเอนไซม์ ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาเคมีทางการแพทย์ นอกจากนี้ยังมีบทบาทในเคมีวิเคราะห์สำหรับการตรวจสอบหรือแยกไอออนโลหะเนื่องจากพันธะที่แข็งแรง