三氟甲磺酸在合成反应中具有十分广泛的应用，其优点表现在以下三个方面:
在实验室中，三氟甲磺酸在质子化反应中十分常用，因为其共轭碱是非亲核性的。也用作无水酸碱滴定，因为在很多非水溶剂(如冰乙酸，乙腈等)中，它可以表现出强酸性。而常见的无机强酸，如氯化氢或者硫酸，在有机溶剂中只表现出中等强度的酸性。
许多强酸，如过氯酸或者硝酸，具有强氧化性。而三氟甲磺酸及其共轭碱CF3SO3，(英文名为triflate)均不会发生氧化或还原反应。
使用硫酸，氟化硫酸，氯磺酸时，可能会使溶剂磺化，例如，在苯中以硫酸催化的反应中可能发生如下磺化反应:
C6H6 + H2SO4 → C6H5(SO3H) + H2O
而三氟甲磺酸对溶剂没有磺化作用。
