ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารเคมีต่าง ๆ โดยเฉพาะในกระบวนการ sulfonylation ซึ่งเป็นการเติมกลุ่มซัลโฟนิลลงในโมเลกุลเป้าหมาย Cyclobutylmethanesulfonyl chloride มักถูกนำไปใช้ในการผลิตยาหรือสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เนื่องจากโครงสร้างเฉพาะตัวของมันสามารถช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความเสถียรของสารที่สังเคราะห์ได้ นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญในการวิจัยและพัฒนายาใหม่ ๆ โดยเฉพาะในกลุ่มยาที่ออกฤทธิ์ต่อระบบประสาทหรือยาต้านมะเร็ง