三氟甲磺酸是实验室比较常用的一种有机强酸，它可以用来制备三氟甲磺酸酐和多种三氟甲磺酸衍生物。三氟甲磺酸也是烯和醚类寡聚和多聚的有效催化剂。

　　在过量的五氧化二磷或乙烯酮的存在下，三氟甲磺酸可以发生脱水反应生成三氟甲磺酸酐（式1)。

　　用作酸催化剂 三氟甲磺酸是最强的有机酸之一。由于三氟甲磺酸和它的共轭碱（三氟甲磺酸根）具有很高的热力学稳定性，对一般的氧化-还原反应不敏感。因此，三氟甲磺酸可以应用在多种酸催化的反应中。由于三氟甲磺酸具有很强的给质子的特性，它可以用来催化一些在一般条件下难以发生的Diels-Alder环化反应（式2)。

　　三氟甲磺酸也是一种很强的Lewis酸，相应的三氟甲磺酰基具有很强的吸电子性能。当它和酰基化试剂结合时，生成活化的酰基化中间体，进而比较容易发生催化 Friedel - Crafts 酰基化反应例如：三氟甲磺酸的三甲基硅酯可以催化分子内的Friedel-Crafts酰基化反应，生成环状酮类化合物（式3)[4]。还有其它一些三氟甲磺酸盐也具有催化Friedel-Crafts烷基化和酰基化反应能力，例如：4-苄基氨甲酰苯基苯胺三氟甲磺酸盐。

　　(BCPPAT)和Yb(OTf)3 是高效 Friedel-Crafts苄基化和环己基化反应的催化剂。三氟甲磺酸可以使很多基团发生离子化，例如：它可以离子化叠氮化合物，使之更容易发生Diels-Alder反应（式4)。

　　作为过渡金属的配体 三氟甲磺酸根可以作为一些过渡金属的配体，它的金属盐可以作为一些反应的催化剂。例如：三氟甲磺酸铜(I)可以催化Diels-Alder反应的顺利进行(式5)。

　　羟醛缩合反应 一些三氟甲磺酸盐还可以催化羟醛缩合反应。例如:铑的三氟甲磺酸盐可以催化分子内的羟醛缩合反应（式6)。