本品具有粘合、增稠、增强、乳化、保水、悬浮等作用。
1.CMC在食品工业中的应用
FAO和WHO已批准将纯CMC用于食品，它是经过很严格的生物学、毒理学研究和试验后才获得批准的，国际标准的安全摄入量(ADI)是25mg／(kg·d)，即大约每人1．5 g／d。曾有报道说，有人试验摄入量达到10 kg也未有毒性反应。CMC在食品应用中不仅是良好的乳化稳定剂、增稠剂，而且具有优异的冻结、熔化稳定性，并能提高产品的风味，延长贮藏时间。在豆奶、冰淇淋、雪糕、果冻、饮料、罐头中的用量约为1％～1.5％。CMC还可与醋、酱油、植物油、果汁、肉汁、蔬菜汁等形成性能稳定的乳化分散液，其用量为0.2％～0.5％。特别是对动、植物油、蛋白质与水溶液的乳化性能极为优异，能使其形成性能稳定的匀质乳状液。因其安全可靠，因此，其用量不受国家食品卫生标准ADI限制。CMC在食品领域不断被开发，近年来，在葡萄酒生产中应用羧甲基纤维素钠的研究也已开展。
2.CMC在医药行业的用途
在医药工业中可作针剂的乳化稳定剂，片剂的粘结剂和成膜剂。有人经基础及动物实验证明CMC是安全可靠的抗癌药载体。用CMC作膜材料，研制的中药养阴生肌散的改造剂型— —养阴生肌膜，能用于皮肤磨削手术创面和外伤性创面。动物模型研究表明，该膜防止创面感染，与纱布敷料无明显差异，在控制创面组织液渗出与创面快速愈合上，此膜明显优于纱布敷料，并有减轻术后水肿和创面刺激作用。用聚乙烯醇：羧甲基纤维素钠：聚羧乙烯按3：6：1的比例制成的膜剂为最佳处方，粘附性及释放速率均增加，在增加粘膜粘附缓释膜剂的粘附力，延长制剂在口腔内的滞留时间及制剂中药物的药效都有明显提高。丁哌卡因为强效局部麻醉药，但它中毒时有时可产生较为严重的心血管副反应，故临床上在广泛应用丁哌卡因的同时，对其毒性反应的防治研究一直较为重视。药剂研究显示，CIVIC作为缓释物质与丁哌卡因溶液进行配制可显著降低药物的副作用。在PRK手术中，采用低浓度地卡因与非甾体类抗炎药联合CMC可明显缓解术后疼痛。预防腹部手术后腹膜粘连、减少肠梗阻的发生是临床外科最关注的问题之一。有研究表明，CMC减轻术后腹膜粘连程度的作用明显优于透明质酸钠，可作为一种有效的方法来防止腹膜粘连的发生。CMC用于治疗肝癌的导管肝动脉灌注抗癌药中，可以明显延长抗癌药在肿瘤的滞留时间，增强抗肿瘤的力，提高治疗效果。在动物医学上，CMC也有广泛的用途。有报道[2]指出，向母羊腹腔内滴注1％CMC溶液来预防家畜难产、生殖道手术后发生腹部粘连有显著效果。
3.CMC在其它工业中的应用
在洗涤剂中，CMC可用作抗污垢再沉积剂，尤其是对疏水性的合成纤维织物的抗污垢再沉积效果，明显优于羧甲基纤维。
CMC在石油钻探中可用于保护油井作为泥浆稳定剂、保水剂，每口油井的用量为浅井2.3t，深井5.6t；
在纺织工业中用作上浆剂、印染浆的增稠剂、纺织品印花及硬挺整理。用于上浆剂能提高溶解性及粘变，并容易退浆；作为硬挺整理剂，其用量在95％以上；用于上浆剂，浆膜的强度、可弯曲性能明显提高；用再生丝心蛋白和羧甲基纤维素构成的复合膜作为固定葡萄糖氧化酶的基质，固定葡萄糖氧化酶和羧酸二茂铁，制成的葡萄糖生物传感器具有较高的灵敏度与稳定性。研究表明，用浓度为1％(w／v)左右的CMC溶液调制硅胶匀浆时，制得的薄层板的色谱性能最佳，同时，这种在优化条件下涂制的薄层板具有适当的层强度，适用于各种加样技术，方便于操作。CMC对大多数纤维均有粘着性，能改善纤维间的结合，其粘度的稳定性能确保上浆的均匀性，从而提高织造的效率。还可用于纺织品的整理剂，特别是永久性的抗皱整理，给织物带来耐久性的变化。
CMC可用作涂料的防沉剂、乳化剂、分散剂、流平剂、粘合剂，能使涂料的固体份均匀地分布于溶剂中，使涂料长期不分层，还大量应用于油漆中。