工業上，氯甲烷是在光照或高溫條件下，由天然氣與氯氣反應制得。由于氯化反應是按自由基機理進行的，反應不能停止在一氯化階段，而是生成氯甲烷、二氯甲烷、氯仿和四氯化碳的混合產物：

適當控制條件和氯氣用量，可使其中某一組分為主要產物，再通過精餾得到純凈產品。由于氯甲烷的沸點很低，與其他產物沸點差距較大，較易分離精制。

氯甲烷曾用作麻醉劑和制冷劑，但由于具有毒性和可燃性，已不再使用。主要用作生產各種有機硅樹脂的原料。氯甲烷具有甜的醚香味和遲效性，中毒者初期感覺不到，因此慢性中毒很多。