5-Chlorothiazole-2-carboxylic acid ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมและเกษตรเคมี โดยเฉพาะในการสังเคราะห์ยาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เนื่องจากโครงสร้างทางเคมีที่มีทั้งส่วน thiazole และกรดคาร์บอกซิลิก ทำให้เป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในการพัฒนายาต้านเชื้อแบคทีเรีย ยาต้านไวรัส และยาที่มีฤทธิ์ต้านการอักเสบหรือต้านมะเร็ง นอกจากนี้ยังใช้ในการวิจัยและพัฒนายาใหม่ๆ เนื่องจากมีความสามารถในการปรับเปลี่ยนโครงสร้างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดผลข้างเคียงของยา ในด้านเกษตรเคมี ยังเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารกำจัดวัชพืช สารกำจัดเชื้อรา และสารกำจัดแมลงศัตรูพืช ช่วยในการพัฒนาโซลูชันป้องกันพืชที่มีประสิทธิภาพ ความยืดหยุ่นในการสังเคราะห์อินทรีย์ยังทำให้มีประโยชน์ในการวิจัยและพัฒนาสารเคมีใหม่ๆ