1、由于硅-鹵鍵的特殊活潑性，由三甲基氯硅烷出發，可以合成一系列含硅-官能團結構的有機硅化合物，如三甲基烷氧基硅烷、六甲基二硅氧烷 、六甲基二硅氮烷、三甲基氰基硅烷等。
2、三甲基氯硅烷是在有機分子中引入三甲基硅基的優良試劑，可以作為羥基、羧基、氨基等官能團的保護基團。連接和脫去三甲基硅基的反應，產率高，條件溫和，適用范圍廣，在有機合成中得到廣泛應用。
3、某些生化樣品經與三甲基氯硅烷反應得到硅烷化的衍生物，具有大的揮發性，使生化樣品的氣相色譜分析得以實現。
4、三甲基氯硅烷是作為有機硅高聚物的封頭劑，起到調節高聚物分子量的作用，特別是在硅油的生產中有廣泛應用。
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