应用三氯化铈可用作制取铈和其他铈盐的原料、石油催化剂，以及有机合成中的路易斯酸等。三氯化铈可作三氟甲磺酸铈的制取原料，后者是有机合成中的路易斯酸，用于傅－克酰基化反应。三Chemicalbook氯化铈自身也是一种路易斯酸，用于傅－克烷基化反应。七水合三氯化铈与硼氢化钠共用时可作为Luche还原反应中的试剂。该反应是有机合成中将α,β-不饱和酮还原的常用方法之一。