El clorato de potasio era un ingrediente clave en los primeros fulminantes de las armas de fuego (cebadores). Continúa en esa aplicación, donde no es suplantado por el perclorato de potasio.
Los propulsores a base de clorato son más eficientes que la pólvora tradicional y son menos susceptibles de ser dañados por el agua. Sin embargo, pueden ser extremadamente inestables en presencia de azufre o fósforo y son mucho más caros. Los propulsores de clorato sólo deben utilizarse en equipos diseñados para ellos; el incumplimiento de esta precaución es una fuente común de accidentes. El clorato de potasio, a menudo en combinación con el fulminato de plata, se utiliza en los artificios sonoros conocidos como «crackers», «snappers», «pop-its» o «bang-snaps», un tipo popular de fuegos artificiales novedosos.
Otra aplicación del clorato de potasio es como oxidante en una composición de humo como la utilizada en las granadas de humo. Desde 2005, un cartucho con clorato de potasio mezclado con lactosa y colofonia se utiliza para generar el humo blanco que señala la elección del nuevo Papa por un cónclave papal.
El clorato de potasio se utiliza a menudo en los laboratorios de los institutos y universidades para generar gas oxígeno. Es una fuente mucho más barata que un tanque de oxígeno presurizado o criogénico. El clorato de potasio se descompone fácilmente si se calienta en contacto con un catalizador, normalmente dióxido de manganeso (IV) (MnO2). Por lo tanto, puede colocarse simplemente en un tubo de ensayo y calentarse sobre un quemador. Si el tubo de ensayo está equipado con un tapón de un solo orificio y una manguera, se puede extraer el oxígeno caliente. La reacción es la siguiente:
2 KClO3(s) → 3 O2(g) + 2 KCl(s)
Calentándolo en ausencia de catalizador se convierte en perclorato de potasio:
4 KClO3 → 3 KClO4 + KCl
Con el calentamiento posterior, el perclorato de potasio se descompone en cloruro de potasio y oxígeno:
KClO4 → KCl + 2 O2
La realización segura de esta reacción requiere reactivos muy puros y un control cuidadoso de la temperatura. El clorato de potasio fundido es un oxidante extremadamente potente y reacciona espontáneamente con muchos materiales comunes como el azúcar. Se han producido explosiones por salpicaduras de cloratos líquidos en los tubos de látex o PVC de los generadores de oxígeno, así como por el contacto entre los cloratos y las grasas de sellado de hidrocarburos. Las impurezas del propio clorato potásico también pueden causar problemas. Cuando se trabaja con un nuevo lote de clorato potásico, es aconsejable tomar una pequeña muestra (~1 gramo) y calentarla fuertemente en una placa de vidrio abierta. La contaminación puede hacer que esta pequeña cantidad explote, lo que indica que el clorato debe desecharse.
El clorato de potasio se utiliza en generadores químicos de oxígeno (también llamados velas de clorato o velas de oxígeno), empleados como sistemas de suministro de oxígeno de, por ejemplo, aviones, estaciones espaciales y submarinos, y ha sido responsable de al menos un accidente aéreo. Un incendio en la estación espacial Mir también se debió a esta sustancia. La descomposición del clorato de potasio también se utilizó para proporcionar el suministro de oxígeno a las luces de las limusinas.
El clorato de potasio también se utiliza como pesticida. En Finlandia se vendía con el nombre comercial de Fegabit.
El clorato de potasio puede reaccionar con el ácido sulfúrico para formar una solución altamente reactiva de ácido clórico y sulfato de potasio:
2 KClO3 + H2SO4 → 2 HClO3 + K2SO4
La solución así producida es lo suficientemente reactiva como para inflamarse espontáneamente si hay material combustible (azúcar, papel, etc.).
En las escuelas, el clorato de potasio fundido se utiliza en la dramática demostración de gominolas, osos de goma, Haribo y caramelos Trolli, en la que los caramelos se dejan caer en la sal fundida.
En los laboratorios químicos se utiliza para oxidar el HCl y liberar pequeñas cantidades de cloro gaseoso.
Los insurgentes en Afganistán también utilizan ampliamente el clorato de potasio como componente clave en la producción de artefactos explosivos improvisados. Cuando se hizo un esfuerzo importante para reducir la disponibilidad del fertilizante de nitrato de amonio en Afganistán, los fabricantes de artefactos explosivos improvisados comenzaron a utilizar el clorato de potasio como una alternativa barata y eficaz. En 2013, el 60% de los artefactos explosivos improvisados en Afganistán utilizaban clorato de potasio, lo que lo convierte en el ingrediente más común utilizado en los artefactos explosivos improvisados.El clorato de potasio fue también el principal ingrediente del coche bomba utilizado en los atentados de Bali de 2002, en los que murieron 202 personas.