משמש כחומר גלם לייצור זירקוניה. הוא משמש גם כתוסף גומי, חומר ייבוש לציפוי, חומר עקשן, קרמיקה, זיגוג וחומר לטיפול בסיבים.
זירקוניה אוקסיכלוריד הוא חומר הגלם העיקרי לייצור מוצרי זירקוניום אחרים כגון זירקוניה, זירקוניום קרבונט, זירקוניום סולפט, זירקוניה מרוכבת והפרדת זירקוניום הפניום להכנת מתכת זירקוניום הפניום. זה יכול לשמש גם כתוסף בטקסטיל, עור, גומי, חומרים לטיפול במשטח מתכת, חומרי ייבוש לציפוי, חומרים עקשנים, קרמיקה, זרזים, מעכבי אש ומוצרים אחרים.
