Tetraklooriftaalihappoanhydridin reaktioperiaate perustuu klooriatomin vahvaan elektroneja-poistavaan bentseenirenkaaseen, mikä tekee anhydridiryhmästä herkemmän nukleofiilisille substituutioreaktioille. Molekyylissään oleva klooriatomi voi osallistua polymerointireaktioihin vapaaradikaalimekanismin kautta, kun taas anhydridiryhmä voi käydä läpi esteröinti-/amidointireaktioita alkoholien/amiinien kanssa. Tämä yhdiste voi dekarboksyloida korkeissa lämpötiloissa tetraklooribentseenijohdannaisten muodostamiseksi.
Tämän anhydridin ainutlaatuinen rakenne tekee siitä korkealaatuisen-monomeerin polymeerien, kuten polyimidien, syntetisoimiseen, ja se voi myös toimia tärkeänä rakennuspalikkana väriainevälituotteille. Teollisesti se valmistetaan tyypillisesti käyttämällä ftaalihapon anhydridin suoraa kloorausprosessia, mikä edellyttää lämpötilan ja kloorikaasun virtausnopeuden tiukkaa valvontaa.
Periaate sen käytön välituotteena orgaanisessa synteesissä piilee sen anhydridirenkaan korkeassa reaktiivisuudessa. Anhydridirengas käy helposti läpi renkaan{0}avaamisreaktioiden nukleofiilien (kuten amiinien, alkoholien ja hydroksyyliamiinien) kanssa, jolloin syntyy johdannaisia, kuten amideja, estereitä ja happoja. Samanaikaisesti bentseenirenkaassa oleva klooriatomi voi osallistua nukleofiilisiin substituutio- tai kytkentäreaktioihin, mikä tekee siitä tärkeän välituotteen väriaineiden (kuten ftalosyaniinipigmenttien ja tallium-pohjaisten väriaineiden), torjunta-aineiden (kuten riisipuhallusftalaattien) ja farmaseuttisten ftalaattien synteesissä.
