ซีเซียมฟลูออไรด์ใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นแหล่งของไอออนฟลูออไรด์ เนื่องจากมีความละลายสูงในตัวทำละลายขั้วและมีกิจกรรมนิวคลีโอฟิลิกที่แข็งแกร่ง มีประสิทธิภาพสูงในการทำปฏิกิริยาเดซิลิเลชัน (desilylation) ซึ่งกำจัดหมู่ปกป้องไซลิลจากแอลกอฮอล์ อะมีน และหมู่ฟังก์ชันอื่นๆ ภายใต้สภาวะอ่อนโยน รวมถึงการไฮโดรไลซิสของไซลิลอีนอลอีเทอร์เพื่อให้ได้สารประกอบคาร์บอนิล นอกจากนี้ยังอำนวยความสะดวกในการฟลูออโรเดซิลิเลชันเพื่อนำหมู่ฟลูออไรด์เข้าไป ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือสารเคมีในปฏิกิริยาการแทนที่นิวคลีโอฟิลิก รวมถึงปฏิกิริยา SN2 และกระบวนการฟลูออรีนชัน เช่น การสังเคราะห์สารประกอบที่มี¹⁸F สำหรับการถ่ายภาพด้วยโพซิตรอนเอมิชชันโทโมกราฟี (PET) ในทางการแพทย์

ในวิทยาศาสตร์วัสดุ ซีเซียมฟลูออไรด์ใช้ในการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เซลล์แสงอาทิตย์เพอร์โรฟสไกต์ และแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งช่วยปรับปรุงการขนส่งอิเล็กตรอนและเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ยังใช้ในการเตรียมสารประกอบฟลูออรีนอื่นๆ และในงานเคมีไฟฟ้าเกี่ยวกับการนำไอออนฟลูออไรด์ พลังงานตะแกรงต่ำและลักษณะไอออนิกสูงทำให้มีประโยชน์อย่างยิ่งในเคมีสถานะของแข็งและในการส่งเสริมการเร่งปฏิกิริยาเฟสโอนถ่ายแบบของแข็ง-ของเหลว นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือสารเติมแต่งเฉพาะทางในการสังเคราะห์สารประกอบเฉพาะทางที่ต้องการความแม่นยำสูง