ใช้เป็นตัวกลางสำคัญในสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยาและเกษตรเคมี หมู่ซัลโฟนิลคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับแอมมีนและแอลกอฮอล์ได้ง่าย ทำให้มีคุณค่าในการสร้างซัลโฟนามายด์และเอสเทอร์ซัลโฟเนต ซึ่งเป็นโครงสร้างทั่วไปในโมเลกุลชีวภาพ นอกจากนี้ยังใช้ในการเตรียมสารประกอบอะโรมาติกที่ถูกฟังก์ชันนัไลซ์ โดยอะตอมโบรมีนช่วยให้ปรับแต่งเพิ่มเติมผ่านปฏิกิริยาครอส-คัปปลิ้ง เช่น Suzuki หรือ Heck เนื่องจากความตอบสนองและคุณสมบัติโครงสร้าง จึงใช้ในการพัฒนาสารเคมีพิเศษ รวมถึงสีย้อม ตัวเร่งปฏิกิริยา และตัวปรับปรุงโพลิเมอร์ นอกจากนี้ ยังนิยมใช้ในการสร้างพันธะโควาเลนต์กับสารชีวโมเลกุลเพื่อการติดฉลากหรือยับยั้งการทำงานของโปรตีน และในงานวิจัยเคมีวัสดุเพื่อโพลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น ความทนทานต่อความร้อนและการดูดซับแสง