Clorura de ceriu este principala materie primă pentru prepararea ceriului cu pământuri rare prin electroliză și reducerea termică a metalelor. Sulfatul de amoniu din pământuri rare este dizolvat în hidroxid de sodiu, oxidat de aer și levigat cu acid clorhidric diluat. Poate fi utilizat în domeniul prevenirii coroziunii metalelor.
Aplicarea clorurii de ceriu în sinteza organică și intermediarii farmaceutici a atras din ce în ce mai multă atenție. După cum știm cu toții, reacția de adiție nucleofilă dintre reactivul Grignard sau gruparea organolitică și carbonil este o etapă importantă în sinteza organică și este utilizată pe scară largă, dar este de obicei însoțită de alchilare, reducere, condensare și apariția unor reacții secundare precum adăugarea conjugată de -aldehide și cetone nesaturate afectează randamentul produșilor de aduct. Adăugarea previne aceste reacții secundare, crește randamentele și scurtează timpii de reacție. Deoarece Ce3+ are o afinitate puternică pentru oxigen, este mai ușor să se lege de atomul de oxigen din grupa carbonil decât Li sau Mg, iar alcalinitatea reactivului organocerium este mai mică decât cea a reactivului organolithium și Grignard, astfel încât este ușor de coordonat gruparea carbonil cu oxigenul carbonil, ceea ce conduce la reacția de adiție a nucleofilului și a grupării carbonil. Ca rezultat, organocerium poate reacționa cu aldehide și cetone foarte împiedicate pentru a forma alcoolii corespunzători. Diferiți alcooli pot fi sintetizați în acest fel.
În prezența CeCl3 anhidru, alchil, naftenil, arii, arii heterociclic și acilsilan substituit ,-nesaturat pot reacționa cu bromura de vinil magneziu fără reacții secundare. Odată cu industrializarea procesului de preparare a clorurii de ceriu, prezintă perspective bune de aplicare în domeniul sintezei organice și al intermediarilor farmaceutici. Poate promova o varietate de reacții organice și are aplicații în sinteza organică și sinteza intermediarilor farmaceutici. Adăugarea de reactiv Grignard sau organolitiu previne reacțiile secundare de adiție carbonil nucleofilă, crescând randamentul și selectivitatea. Mulți alcooli pot fi sintetizați în acest fel. Organocerul poate reacționa și cu nitrilul pentru a da produși de metilamină terțiară. Are valoare de aplicare potențială în sinteza organică.