Cerium klorida merupakan bahan baku utama untuk pembuatan cerium tanah jarang melalui elektrolisis dan reduksi termal logam. Amonium sulfat tanah jarang dilarutkan dalam natrium hidroksida, dioksidasi oleh udara, dan dilarutkan dengan asam klorida encer. Dapat digunakan dalam bidang pencegahan korosi logam.
Aplikasi cerium klorida dalam sintesis organik dan zat antara farmasi semakin menarik perhatian. Seperti yang kita ketahui, reaksi adisi nukleofilik antara reagen Grignard atau organolithium dan gugus karbonil merupakan langkah penting dalam sintesis organik dan digunakan secara luas, tetapi biasanya disertai dengan alkilasi, reduksi, kondensasi dan , dan terjadinya reaksi samping seperti adisi terkonjugasi dari aldehida dan keton tak jenuh mempengaruhi hasil produk aduk. Adisi mencegah reaksi samping ini, meningkatkan hasil, dan memperpendek waktu reaksi. Karena Ce3+ memiliki afinitas oksigen yang kuat, lebih mudah untuk mengikat atom oksigen pada gugus karbonil daripada Li atau Mg, dan alkalinitas reagen organocerium lebih rendah daripada organolithium dan reagen Grignard, sehingga mudah untuk mengoordinasikan gugus karbonil dengan oksigen karbonil, yang kondusif untuk reaksi adisi nukleofil dan gugus karbonil. Akibatnya, organocerium dapat bereaksi dengan aldehida dan keton yang sangat terhambat untuk membentuk alkohol yang sesuai. Berbagai alkohol dapat disintesis dengan cara ini.
Dengan adanya CeCl3 anhidrat, alkil, naftenil, aril, aril heterosiklik, dan asilsilana tersubstitusi tak jenuh , dapat bereaksi dengan vinil magnesium bromida tanpa reaksi samping. Dengan industrialisasi proses persiapan cerium klorida, ini menunjukkan prospek aplikasi yang baik di bidang sintesis organik dan zat antara farmasi. Ini dapat mempromosikan berbagai reaksi organik dan memiliki aplikasi dalam sintesis organik dan sintesis zat antara farmasi. Penambahan reagen Grignard atau organolithium mencegah reaksi samping dari penambahan nukleofilik karbonil, meningkatkan hasil dan selektivitas. Banyak alkohol dapat disintesis dengan cara ini. Organocerium juga dapat bereaksi dengan nitril untuk menghasilkan produk metilamin tersier. Ini memiliki nilai aplikasi potensial dalam sintesis organik.