ทริคลอโรเทอร์เบียมใช้หลักในการวิจัยและพัฒนาด้านเคมีอนินทรีย์และวิทยาศาสตร์วัสดุ เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบต่าง ๆ ที่มีเทอร์เบียม โดยเฉพาะในการเตรียมวัสดุเรืองแสง เนื่องจากเทอร์เบียมมีคุณสมบัติการปล่อยแสงสีเขียวที่แรงภายใต้การกระตุ้นด้วยรังสี UV สารอนุพันธ์จากทริคลอโรเทอร์เบียมจึงถูกสำรวจในการพัฒนาฟอสเฟอร์สำหรับเทคโนโลยีแสงสว่างและการแสดงผล รวมถึง LED และหลอดรังสีแคโทด นอกจากนี้ ยังใช้ในการสร้างกระจกพิเศษและการเคลือบทางแสงที่ต้องการธาตุหายากเพื่อประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น ทริคลอโรเทอร์เบียมยังพบการใช้งานในการศึกษาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีศูนย์กลางโลหะหายาก และในการผสมโดปคริสตัลสำหรับเลเซอร์สถานะของแข็งและอุปกรณ์โฟโตนิกอื่น ๆ บทบาทของมันในฐานะส่วนประกอบพื้นฐานในเคมีเชิงประสานช่วยให้สามารถออกแบบกรอบโลหะ-อินทรีย์ (MOFs) ที่มีศักยภาพในการใช้งานด้านเซ็นเซอร์และวัสดุแม่เหล็ก