4-Methyl-3-nitrobenzenesulfonyl Chloride ใช้หลักๆ เป็นเรเจนต์ในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยมีคุณค่าตในการนำกลุ่มปกป้อง 4-methyl-3-nitrobenzenesulfonyl (MNS) มาใช้ในเคมีเปปไทด์ กลุ่มนี้ช่วยปกป้องกลุ่มเอมีนระหว่างปฏิกิริยาที่ซับซ้อน เพื่อให้เกิดการแปลงแบบเลือกสรร นอกจากนี้ ยังถูกนำไปใช้ในการเตรียมซัลโฟนาไมด์ ซึ่งมีความสำคัญในการวิจัยเภสัชกรรมเพื่อพัฒนายาที่มีคุณสมบัติต้านแบคทีเรีย ต้านไวรัส หรือต้านการอักเสบ นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นสารตัวกลางในการสังเคราะห์สีย้อมและสารเคมีพิเศษอื่นๆ ความสามารถในการทำปฏิกิริยากับนิวคลิโอไฟล์ทำให้มีประโยชน์ในการทำปฏิกิริยาครอส-คัปเปลิงและการประยุกต์ในวิทยาศาสตร์วัสดุ