1、碳酸铯在有机合成中的许多性质来源于铯离子的柔和路易斯酸性，使其易溶于乙醇、DMF、乙醚等有机溶剂。
2、在有机溶剂中良好的溶解性，使碳酸铯作为有效的无机碱参与钯试剂催化的化学反应，如Heck、Suzuki和Sonogashira反应。例如，Suzuki交叉偶联反应在碳酸铯的支持下可以达到86%的收率，而在碳酸钠或三乙胺参与下同样反应的收率仅为29%和50%。同样，在甲基丙烯酸酯与氯苯的Heck反应中，碳酸铯比其他无机碱，如碳酸钾、乙酸钠、三乙胺、磷酸钾等具有明显的优势。
3、碳酸铯在实现酚类化合物的O-烷基化反应中也有非常重要的应用。
4、实验推测，碳酸铯在非水溶剂中引发的苯酚O-烷基化反应很可能经历了酚氧基阴离子，因此对于易发生消去反应的高活性仲卤素也可发生烷基化反应。.
5、碳酸铯在天然产物的合成中也有重要用途。例如，在Lipogrammistin-A化合物的合成中，在关键的闭环反应步骤中，使用碳酸铯作为无机碱可以获得高收率的闭环产物。
6、此外，由于碳酸铯在有机溶剂中溶解性好，在固相支持的有机反应中也有重要用途。例如，在二氧化碳气氛中诱导苯胺与固载卤化物的三组分反应，以高收率合成羧酸盐或氨基甲酸盐化合物。
7、在微波辐射下，碳酸铯还可以作为碱，实现苯甲酸与固载卤素的酯化反应。
