Magie clorua dùng làm tiền chất để sản xuất các hợp chất khác của magie, chẳng hạn bằng cách kết tủa:

Có thể điện phân chất này để có được magie kim loại:[1]

Quá trình này được thực hiện trên quy mô lớn.

Magie clorua được sử dụng rộng rãi cho việc kiểm soát bụi và ổn định đường. Ứng dụng thứ hai phổ biến nhất là kiểm soát băng. Ngoài việc sản xuất magie kim loại, magie clorua cũng được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác: phân bón, bổ sung khoáng chất cho động vật, xử lý nước thải, làm tấm thạch cao, nước biển nhân tạo, thực phẩm chức năng, vải, giấy, sản phẩm chống cháy, xi măng và nước muối chống đông. Hỗn hợp magie oxit hydrat và magie clorua tạo thành một vật liệu cứng được gọi là xi măng Sorel.

Hợp chất này cũng được dùng trong bình chữa cháy: phản ứng của magie hydroxit và axit clohydric (HCl) dạng lỏng tạo ra magie clorua cùng với nước trong trạng thái hơi.[2][3] Magie clorua cũng được sử dụng trong một số ứng dụng y học và điều trị tại chỗ (liên quan đến da). Nó đã được sử dụng trong các loại thuốc bổ với tư cách là nguồn bổ sung magie, nơi nó phục vụ như một hợp chất hòa tan mà không phải là thuốc nhuận tràng như magie sunfat, và có sẵn hơn so với magie hydroxit và magie oxit vì nó không cần acid dạ dày để sản xuất ion Mg2+. Nó cũng có thể được sử dụng như một thuốc gây mê hiệu quả cho động vật chân đầu,[4] một số loài động vật giáp xác,[5] và một số loài thân mềm hai mảnh vỏ, bao gồm cả hàu.[6]

MgCl2 cũng thường được sử dụng trong phản ứng chuỗi polymerase (PCR). Ion magie cần thiết cho việc tổng hợp DNA vivo/vitro.