Hom aprofita analíticament les propietats oxidants d’aquest compost (potencial normal de reducció = +1,45 eV) de dues maneres diferents: per a valorar directament substàncies reductores o per a generar quantitats controlades de brom elemental per tal d’efectuar la bromació de substàncies orgàniques. En el primer cas, hom fa la determinació volumètrica en medi àcid fort, en el qual la semireacció de reducció del bromat és la següent:
la qual serveix per a valorar reductors com ara arsènic (III), antimoni (III), estany (II), coure (I), ferro (II), tal·li (I), nitrit, selenit, iodur, monoclorur de iode i molts d’altres. Hom reconeix el punt final per l’aparició de brom elemental (produït per reacció del primer excés de bromat amb l’ió bromur format), el qual provoca la descoloració de determinats indicadors, com el taronja de metil, el vermell de metil, la naftoflavona i d’altres, que són destruïts pel brom. Constitueix, doncs, un desavantatge de la bromatometria la manca de reversibilitat dels indicadors disponibles. En el segon tipus d’aplicacions de la solució valorada de bromat, hom la fa reaccionar en medi àcid amb un excés d’ió bromur a fi de produir brom elemental, segons la reacció
el qual és consumit en la bromació de determinats composts orgànics mitjançant reaccions d’addició o de substitució. El volum de solució de bromat emprat determina la quantitat de brom produït, a partir de la qual hom calcula la quantitat de compost orgànic problema. Quan la reacció de bromació és lenta cal afegir un excés de la solució de bromat; aleshores hom determina la quantitat de brom consumida valorant-ne l’excés iodomètricament o amb arsenit. Per aquests procediments bromatomètrics són determinats els composts orgànics susceptibles de formar derivats monobromats (β-naftol, 2,4-dinitrofenol i 2,4-diclorofenol), dibromats ( p -cloranilina, o -nitroanilina, o -clorofenol, o -nitrofenol, saligenina, timol, 8-hidroxiquinoleïna) o tribromats (fenol, 3,5-xilenol, m -toluïdina, anilina, àcid acetilsalicílic, àcid salicílic, àcid metanílic, àcid antranílic, àcid m -aminobenzoic, acetanilida, salicilat de metil, resorcina, àcid sulfanílic). Una aplicació interessant d’aquest tipus de valoració és la determinació indirecta de diversos ions metàl·lics que precipiten amb 8-hidroxiquinoleïna ( oxina ): hom en separa el precipitat i valora bromatomètricament l’oxina combinada amb el metall.