Princip reakcije tetrahloroftalnog anhidrida zasniva se na snažnom efektu povlačenja elektrona- atoma hlora na benzenski prsten, što anhidridnu grupu čini podložnijom reakcijama nukleofilne supstitucije. Atom hlora u njegovoj molekuli može sudjelovati u reakcijama polimerizacije putem mehanizma slobodnih radikala, dok anhidridna grupa može biti podvrgnuta reakcijama esterifikacije/amidacije s alkoholima/aminima. Ovo jedinjenje može biti podvrgnuto dekarboksilaciji na visokim temperaturama da bi se dobili derivati tetrahlorobenzena.
Jedinstvena struktura ovog anhidrida čini ga visoko-monomerom visokog kvaliteta za sintetizaciju polimera kao što su poliimidi, a može poslužiti i kao ključni građevinski blok za međuprodukte boje. Industrijski se obično proizvodi korištenjem procesa direktnog hloriranja ftalnog anhidrida, što zahtijeva strogu kontrolu temperature i protoka plinovitog klora.
Princip njegove upotrebe kao međuprodukata u organskoj sintezi leži u visokoj reaktivnosti njegovog anhidridnog prstena, koji lako prolazi kroz reakcije{0}}otvaranja prstena s nukleofilima (kao što su amini, alkoholi i hidroksilamini) za stvaranje derivata kao što su amidi, esteri i kiseline. Istovremeno, atom hlora na benzenskom prstenu može učestvovati u reakcijama nukleofilne supstitucije ili spajanja, što ga čini važnim intermedijerom u sintezi boja (kao što su ftalocijaninski pigmenti i boje na bazi talijuma-), pesticida (kao što su pirinčevi blasti i pharmacetati).
