ไตรเมทิลซัลฟ็อกโซเนียมคลอไรด์เป็นรีเอเจนต์สำคัญในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยใช้หลักในการสร้างไดเมทิลซัลฟ็อกโซเนียมเมทไอไลด์ (จากการเดพรอโตเนชันด้วยเบส) สำหรับปฏิกิริยา Corey-Chaykovsky ซึ่งช่วยเปลี่ยนอัลดีไฮด์และคีโตนให้เป็นเอพอกไซด์ และเพิ่มเข้าไปในคาร์บอนิลไม่อิ่มตัว α,β เพื่อสร้างไซโคลโพรเพน การแปลงเหล่านี้จำเป็นสำหรับการผลิตยา สารเคมีทางการเกษตร และเคมีภัณฑ์ละเอียด นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารเมทิลเลติ้งอ่อนสำหรับสารตั้งต้นบางชนิด และในการเตรียมอินเตอร์มีเดียตที่ขึ้นอยู่กับกำมะถัน ความเสถียรสูงและปฏิกิริยาที่ควบคุมได้ทำให้เหมาะสำหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการและกระบวนการสังเคราะห์ในระดับอุตสาหกรรม