4-Chloro-1,10-phenanthroline ถูกใช้หลักๆ ในเคมีประสาน โดยทำหน้าที่เป็นลิแกนด์ในการสร้างคอมเพล็กซ์กับไอออนโลหะต่างๆ ซึ่งช่วยเพิ่มคุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยา คอมเพล็กซ์ของโลหะเหล่านี้มักถูกนำไปใช้ในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะปฏิกิริยาออกซิเดชันและเป็นตัวเร่งในสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริก นอกจากนี้ ยังเป็นส่วนประกอบสำคัญในการพัฒนาวัสดุเรืองแสง โดยใช้ความสามารถในการจับกับไอออนโลหะเพื่อสร้างสารประกอบที่มีคุณสมบัติทางแสงเฉพาะ ในงานวิจัยทางชีเคมี ถูกใช้ในการศึกษาการโต้ตอบกับดีเอ็นเอและการยับยั้งเอนไซม์ เนื่องจากสามารถแทรกตัวเข้าไปในเส้นดีเอ็นเอ