2,3,5,6-Tetramethylbenzene-1-sulfonyl chloride ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารเคมีต่าง ๆ โดยเฉพาะในกระบวนการ sulfonylation ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่สำคัญในการสร้างพันธะซัลโฟเนต (sulfonate) กับโมเลกุลอื่น ๆ มักถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมเพื่อสร้างสารออกฤทธิ์ทางยา หรือใช้ในการปรับแต่งโครงสร้างโมเลกุลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของสาร นอกจากนี้ยังอาจใช้ในกระบวนการวิจัยและพัฒนาวัสดุใหม่ ๆ เช่น โพลีเมอร์หรือสารเคลือบพิเศษ ที่ต้องการกลุ่มซัลโฟนิล (sulfonyl) เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางเคมีหรือฟิสิกส์ของวัสดุนั้น ๆ