分析化学中分析试样中钛的含量时，先用琼斯还原剂（Jones reductor，锌汞齐）将Ti还原为Ti，再用过量Fe在1M的HSO中处理反应后的溶液，使其被还原为Fe，最后滴定Fe含量便可得知原试样中钛的含量。三氯化钛也用于有机合成中，主要用作还原剂，可用于合成咪唑啉衍生物。它也可用作McMurry等反应中的催化剂。三氯化钛及其大部分配合物在空气中会迅速被氧化，因此对这些化合物的研究都应在惰性气体氛（如氮气、氩气）中进行，最好是在真空管路中。