四氟化硫的氟化作用從氧化的有機化合物中產生有機氟化合物，包括醇類、羰基化合物、烷基鹵化物和其他。四氟化硫是一種氣態試劑，可用于氟化各種有機官能團，包括羰基化合物、醇類和鹵化物。對羰基化合物的處理一般會將其轉化為同等氧化狀態的有機氟化物：羧酸轉化為三氟甲基化合物，酮和醛轉化為二氟化物，等等。該反應具有廣泛的范圍，是為數不多的在相對溫和的條件下在特定部位直接引入氟的方法之一。(1)醇類和鹵化物的氟化也可以用SF4進行。然而，SF4在室溫下是氣態的，許多涉及這種試劑的轉化需要升高溫度，因此處理起來有些困難。此外，該反應會產生大量的氟化氫。這些問題導致了更安全、更強大的氟化試劑的發展。

普遍的機制SF4的氟化機制是不確定的，而且在不同的底物上也有所不同。最初，有人提議將三氟化烷氧基硫作為中間產物；然而，孤立的三氟化烷氧基硫與氟化氫或加熱的反應并沒有提供相應的氟化烷基。(2)鄰近二元醇的二氟化機制已經得到了很好的確立，其過程是在一個羥基處進行倒置攻擊，得到一個亞氟酸鹽中間體，在經過SF4和HF的額外處理后，該中間體轉化為二氟化的產物。第二次氟化是在保留構型的情況下進行的。在這里，氟化物的分子內傳遞是可能的，并且在其他一些用SF4進行氟化的情況下也觀察到了。SN1機制適用于容易形成碳化物的化合物，而SN2反應則適用于不容易離子化的化合物。(3)羧酸的氟化不僅可以得到預期的三氟甲基化合物，還可以得到α-四氟醚。已經提出了一個解釋這兩種產品的機制，并得到了實驗的支持。分子內氟化物的傳遞被用來解釋二氟甲基陽離子的形成。一個酰基氟化物分子攻擊一個二氟甲基陽離子，然后用原位生成的雙氟化物中和，導致α-四氟醚產品。與雙氟化物直接反應可得到含三氟甲基的產品。

四氟化硫可用于用部分或完全氟化的衍生物取代各種功能團。液態氟化氫可以作為溶劑和催化劑與SF4一起使用，以選擇性地氟化醇類。在HF的存在下，SF4與羰基化合物的反應性不會增強。一般來說，只有相對酸性的醇可以用SF4有效地氟化，盡管氨基醇似乎是這個規則的例外。(5)當鄰接的二元醇與SF4結合時，二氟化發生在其中一個醇的構型反轉。這在從(L)-酒石酸鹽合成中-二氟丁二酸鹽以及從中-酒石酸鹽合成(D)-和(L)-二氟丁二酸鹽中得到了證明。(6)羰基化合物一般與SF4反應，產生寶石級的二氟化物。反應時間往往在幾個小時左右，產量適中。(7)內酯的氟化可以提供雜環氟化物，盡管對γ-丁內酯已經觀察到開環。六元的內酯沒有經歷開環。(8)在大多數情況下，氟化作用使環氧化物開環，產生寶石級或鄰接級的二氟化物。單芳基環氧化物隨著芳基的遷移而得到寶石級產品。對于有立體阻礙的二代和三代環氧化物來說，其產量很低。

被酯基取代的環氧化物通過一個烷氧基三氟化硫中間物產生鄰接的二氟化物。(9)當胺與SF4和堿處理時，會產生亞氨基硫磺二氟化物。這些化合物與堿金屬氟化物的進一步反應導致了腈基硫化物，它們在雙極性物質的存在下進行[3+2]環加成反應。(10)羧酸與SF4反應，通過一個酰基氟化物的中介作用得到三氟甲基化合物。四氟烷基醚也通過二氟甲基陽離子和酰基氟化物之間的反應形成。(11)四氟化硫可以被用來有效地氟化聚合物。這通常會對聚合物的特性產生深遠的影響--例如，聚乙烯醇的氟化可以提高其對強酸和強堿的抵抗力。

在C-16處帶有三氟甲基的前列腺素的合成是基于一個通過氟化得到的中間物.