กรด 4-คลอโรซินนามิก ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับการเตรียมโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น มันทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตยา โดยเฉพาะในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีคุณสมบัติต้านการอักเสบและต้านมะเร็ง สารนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาไดโอดออแกนิกที่ปล่อยแสง (OLEDs) เนื่องจากความสามารถในการก่อตัวเป็นวัสดุขนส่งอิเล็กตรอนที่เสถียรและมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้ในสาขาการพอลิเมอร์ไรซ์ด้วยแสง ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเริ่มปฏิกิริยาด้วยแสงเพื่ออำนวยความสะดวกในการบ่มเคลือบและกาวภายใต้แสง UV ในการวิจัย กรด 4-คลอโรซินนามิก มักถูกนำมาใช้ในการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับวิศวกรรมผลึกและเคมีซูเปอร์โมเลกุล เนื่องจากความสามารถในการก่อตัวโครงสร้างผลึกที่ชัดเจน สารอนุพันธ์ของมันยังถูกสำรวจสำหรับการใช้ในสารเคมีเกษตร เช่น สารกำจัดวัชพืชและสารกำจัดเชื้อรา