Penggunaan utama dalam sintesis organik untuk sulfonasi dan asilasi: preparasi triflat (TfO-): bereaksi dengan alkohol dan fenol untuk membentuk triflat, yang merupakan gugus pergi penting, banyak digunakan dalam reaksi substitusi nukleofilik (seperti SN2) dan reaksi eliminasi, contohnya: \(ROH + (CF_3SO_2)_2O \rightarrow ROTf + CF_3SO_3H\) aktivitas tinggi triflat membuatnya cocok untuk modifikasi molekul kompleks (seperti steroid, turunan gula).

　　Sulfonilasi amina: bereaksi dengan amina untuk membentuk triflamida (R₂NSO₂CF₃), digunakan untuk melindungi gugus amino atau preparasi intermediet yang mengandung fluor, dalam sintesis obat dapat meningkatkan kelarutan lemak dan stabilitas metabolik molekul.

　　Pembawa katalis asam kuat: dikombinasikan dengan oksida logam (seperti ZrO₂, Al₂O₃) untuk mempersiapkan katalis asam super padat solid, digunakan untuk reaksi alkilasi, isomerisasi (seperti konversi hidrokarbon dalam industri petrokimia), menghindari masalah korosivitas dan polusi dari asam cair.

　　Reaksi dehidrasi dan siklisasi: sebagai agen dehidrasi yang kuat, mempromosikan dehidrasi intramolekul alkohol untuk membentuk alkena, atau dehidrasi intermolekul untuk membentuk eter; dalam reaksi siklisasi (seperti sintesis senyawa heterosiklik), mendorong pembentukan struktur cincin antara gugus hidroksil dan gugus tetangga (seperti turunan pirol, furan).

　　Kimia farmasi dan material:

　　Sintesis intermediet obat: digunakan untuk modifikasi struktur obat yang mengandung fluor, misalnya memasukkan gugus trifluorometanosulfonil pada obat antivirus dan antitumor untuk mengoptimalkan efikasi obat.

　　Preparasi cairan ion: bereaksi dengan heterosiklik yang mengandung nitrogen untuk membentuk cairan ion triflat, digunakan sebagai pelarut hijau atau material elektrolit.