氯化铈用于石油催化剂、汽车尾气催化剂、中间体和其他工业。它是通过电解和金属热还原制备稀土铈的主要原料。稀土硫酸铵溶于氢氧化钠，在空气中氧化，用稀盐酸浸出。它可用于阻止金属腐蚀领域。

　　氯化铈在有机合成和医药中间体合成中的应用越来越受到关注。众所周知，格氏试剂或有机锂与羰基之间的亲核加成反应是有机合成中的重要步骤，缩合和α，β-加成产物的产率受不饱和醛和酮的共轭加成等副反应的发生影响。添加可以防止这些副反应，提高产率并缩短反应时间。由于Ce3+具有很强的氧亲和力，因此比Li或Mg更容易与羰基上的氧原子结合，而有机铈试剂的碱性低于有机锂和格氏试剂，这容易使羰基与羰基氧配位，这有利于亲核试剂与羰基之间的加成反应。因此，有机铈可以与高电阻醛和酮反应生成相应的醇。用这种方法可以合成许多醇。

　　在无水CeCl3存在下，烷基、萘基、芳基、杂环芳基和α、β-不饱和取代的酰基硅烷可以与乙烯基溴化镁反应而无副反应。随着氯化铈制备工艺的工业化，它在有机合成和医药中间体领域显示出良好的应用前景。它可以促进各种有机反应及其在有机合成和药物中间体合成中的应用。格氏试剂或有机锂的加入可以防止羰基亲核加成副反应的发生，提高产率和选择性。用这种方法可以合成许多醇。有机铈也可以与腈反应得到叔甲胺产物。它在有机合成中具有潜在的应用价值。