ใช้หลักๆ เป็นตัวยับยั้งโคเวเลนต์ที่มีความเลือกสูงในงานวิจัยเคมีชีวภาพและเคมียา โดยการประยุกต์หลักอยู่ที่การพัฒนาตัวยับยั้งโคเวเลนต์แบบกำหนดเป้าหมาย (TCIs) ซึ่งหมู่ซัลโฟนิลฟลูออไรด์ทำปฏิกิริยาเลือกเฉพาะกับหมู่ nucleophilic ในกรดอะมิโน—โดยเฉพาะไลซีนและไทโรซีน—ในโปรตีน อะตอมโบรมีนช่วยให้สามารถฟังก์ชันนาไลซ์เพิ่มเติมผ่านปฏิกิริยาครอส-คัปปลิ้ง เช่น Suzuki หรือ Heck reactions ซึ่งอนุญาตให้ derivatization แบบ modular สำหรับการศึกษาความสัมพันธ์โครงสร้าง-กิจกรรม (SAR)

นิยมใช้เป็นตัวกลางสำคัญในการสังเคราะห์โพรบเบสซัลโฟนิลฟลูออไรด์สำหรับ activity-based protein profiling (ABPP) ซึ่งช่วยระบุและ characterize หน้าที่ของเอนไซม์ในระบบชีวภาพที่ซับซ้อน เนื่องจากมีเสถียรภาพและโปรไฟล์ reactivity ที่ดีกว่าสulfonyl halides อื่นๆ จึงได้รับความนิยมในการออกแบบ chemical probes และ covalent drugs ที่กำหนดเป้าหมายโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโรคเฉพาะ นอกจากนี้ยังใช้ในแพลตฟอร์ม fragment-based drug discovery (FBDD) โดยทำหน้าที่เป็น electrophilic fragment เพื่อคัดกรองการโต้ตอบกับโปรตีน