4-Cyclohexylbenzene-1-sulfonyl chloride ใช้เป็นหลักเป็นสารกลาง (intermediate) ในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยมีบทบาทสำคัญในการผลิตอนุพันธ์ซัลโฟนาไมด์ (sulfonamide) ต่างๆ ซึ่งอนุพันธ์เหล่านี้มีความสำคัญต่อการพัฒนายา โดยเฉพาะยาที่มีคุณสมบัติต้านแบคทีเรียและต้านการอักเสบ นอกจากนี้ ยังเป็นสารเคมีหลักในการปรับเปลี่ยนเปปไทด์และโปรตีน เพื่อช่วยในการศึกษาโครงสร้างและหน้าที่ของพวกเขา การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่ด้านวิทยาศาสตร์วัสดุ โดยใช้ในการสังเคราะห์โพลิเมอร์และสารเคลือบที่ต้องการกลุ่มซัลโฟนิลเฉพาะเพื่อสมบัติการทำงานที่ดียิ่งขึ้น