一氯甲烷主要用于生產甲基氯硅烷，全世界有50%～90%的一氯甲烷用于有機硅生產。此外還用于甲基纖維素、四甲基鉛、除草劑、丁基橡膠、季胺化合物等的生產。還可用作致冷劑、發泡劑，以及橡膠、樹脂、有機化合物的溶劑。醫藥上用作局部麻醉劑。其應用舉例如下：

1）一氯甲烷熱氯化制備甲烷氯化物。原料一氯甲烷、稀釋氣與氯氣經混合后進入反應器，在380-440℃左右的高溫下反應，反應出來的高溫氣體經激冷、冷凝、分離，分離出氯化氫和粗氯化液，氯化氫循環去生產氯甲烷，收集到的粗氯化液送往蒸餾工段進行精制。采用本發明制備方法后，流程比傳統工藝大大縮短，生產能力提高，單位能率高同時原料氯氣的利用率提高，使得整個裝置投資省，消耗低。該工藝不采用傳統工藝的水、堿洗，無三廢產生。

2）制備2，3，3，3-四氟丙烯，以二氟一氯甲烷(R22)和一氯甲烷(甲基氯)為原料，在N2氣體存在下、于600~1000℃高溫條件下熱裂解反應制得2，3，3，3-四氟丙烯；其中，所述的二氟一氯甲烷與一氯甲烷體積比為1~3∶1，反應物停留時間0.01~0.2s。本發明所用反應原料易得，克服了現有技術中所用原料成本高的缺點，大大降低了生產成本，且工藝反應過程簡單。所制得的2，3，3，3-四氟丙烯具有零ODP、低GWP的優點，可用作汽車空調制冷劑的替代品。

3）制備三甲基鋁，包括以下步驟：在惰性氣體保護下，向反應釜內加入鎂鋁合金粉末和碳氫化合物溶劑，開啟攪拌5-15分鐘；再向攪拌的反應釜中加入誘發劑1，2-二碘乙烷；在劇烈攪拌下逐步加入一氯甲烷，加入一氯甲烷的過程中反應溫度控制在120—160℃；保持反應溫度在120-160℃下繼續攪拌2-3小時；在物料溫度控制在110—160℃時，把三甲基鋁接收瓶預冷至-20℃，在真空度-0.05Mpa-—--0.095Mpa條件下蒸餾出三甲基鋁；誘發劑、一氯甲烷和鎂鋁合金粉末中的鋁的摩爾比為1-2：100：20-25；一氯甲烷與溶劑的重量比為1：1.5～2.5。本發明成本低，反應效率高，安全性高，不易引入雜質。