Kyselina methanesulfonová se používá jako katalyzátor v organických reakcích, jmenovitě esterifikaci, alkylační a kondenzační reakce v důsledku jeho nekastivé povahy a rozpustnosti v organických rozpouštědlech.
Je také zapojen do produkce škrobových esterů, esterů oxidace vosku, esterů kyseliny benzoové, fenolických esterů nebo alkylesterů.
Reaguje s borohydridem sodným v přítomnosti polárního rozpouštědla tetrahydrofuranu na přípravu Borane-Tetrahydrofuran.
Najde aplikaci v bateriích kvůli jeho čistotě a nepřítomnosti chloridu. Ve farmaceutickém průmyslu se používá pro výrobu aktivních farmaceutických ingrediencí, jako je Telmisartan a Eprosartan.
Je to užitečné v iontové chromatografii a je zdrojem uhlíku a energie pro některé gramnegativní methylotropní bakterie. Je zapojen do deprotekce peptidů.
