Η αρχή αντίδρασης του τετραχλωροφθαλικού ανυδρίτη βασίζεται στην ισχυρή επίδραση απόσυρσης ηλεκτρονίων-του ατόμου χλωρίου στον δακτύλιο βενζολίου, γεγονός που καθιστά την ομάδα ανυδρίτη πιο ευαίσθητη σε αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης. Το άτομο χλωρίου στο μόριό του μπορεί να συμμετέχει σε αντιδράσεις πολυμερισμού μέσω ενός μηχανισμού ελεύθερων ριζών, ενώ η ομάδα ανυδρίτη μπορεί να υποστεί αντιδράσεις εστεροποίησης/αμίδωσης με αλκοόλες/αμίνες. Αυτή η ένωση μπορεί να υποστεί αποκαρβοξυλίωση σε υψηλές θερμοκρασίες για να δημιουργήσει παράγωγα τετραχλωροβενζολίου.
Η μοναδική δομή αυτού του ανυδρίτη τον καθιστά ένα-μονομερές υψηλής ποιότητας για τη σύνθεση πολυμερών όπως τα πολυϊμίδια και μπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως βασικό δομικό στοιχείο για τα ενδιάμεσα βαφής. Βιομηχανικά, τυπικά παράγεται χρησιμοποιώντας τη διαδικασία άμεσης χλωρίωσης του φθαλικού ανυδρίτη, που απαιτεί αυστηρό έλεγχο της θερμοκρασίας και του ρυθμού ροής αερίου χλωρίου.
Η αρχή πίσω από τη χρήση του ως ενδιάμεσου στην οργανική σύνθεση έγκειται στην υψηλή αντιδραστικότητα του δακτυλίου ανυδρίτη του, ο οποίος υφίσταται εύκολα αντιδράσεις ανοίγματος δακτυλίου με πυρηνόφιλα (όπως αμίνες, αλκοόλες και υδροξυλαμίνες) για τη δημιουργία παραγώγων όπως αμίδια, εστέρες και οξέα. Ταυτόχρονα, το άτομο χλωρίου στον δακτύλιο βενζολίου μπορεί να συμμετάσχει σε πυρηνόφιλες αντιδράσεις υποκατάστασης ή σύζευξης, καθιστώντας το σημαντικό ενδιάμεσο στη σύνθεση χρωστικών (όπως χρωστικές φθαλοκυανίνης και χρωστικές με βάση το θάλλιο), φυτοφαρμάκων (όπως βλάστηση ρυζιού και pharmathceutsical).
