3,6-Dichlorotrimellitic acid ใช้หลักในการสังเคราะห์โพลีเมอร์และเรซินประสิทธิภาพสูง โดยมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มความเสถียรทางความร้อนและความทนทานต่อสารเคมี มักใช้ในการผลิตโพลีอิไมด์ ซึ่งนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สำหรับวงจรพิมพ์ยืดหยุ่น ฟิล์มฉนวน และสารเคลือบ นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการผลิตสีย้อมและเม็ดสี ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานและความคงทนของสี การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่การพัฒนาวัสดุขั้นสูงสำหรับอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์ ซึ่งต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิสูง