ใช้ในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นตัวแทนในการดัดแปลง (derivatizing agent) สำหรับอะมีนและนิวคลิโอไฟล์อื่นๆ เพื่อช่วยในการตรวจจับและแยกในเคมีวิเคราะห์

นิยมใช้ในการเตรียมสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกและสารกลางทางเภสัชกรรม

ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการพัฒนาสารเคมีเกษตรและโมเลกุลชีวภาพที่มีฤทธิ์ เนื่องจากมีหมู่ไอโซธิโอไซยาเนตที่ทำปฏิกิริยาได้ดี

นอกจากนี้ยังใช้ในเคมีเชิงประสานเพื่อสร้างคอมเพล็กซ์โลหะที่มีศักยภาพในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือเซ็นเซอร์

ในงานวิจัยทางชีวเคมี ใช้เป็นหลักในการติดฉลากโปรตีนหรือเพปไทด์เพื่อการวิเคราะห์ เนื่องจากหมู่ไอโซธิโอไซยาเนตสามารถทำปฏิกิริยากับหมู่อะมิโนของกรดอะมิโน เช่น ไลซีน ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถติดตามหรือตรวจจับโมเลกุลชีวภาพได้ในเทคนิคต่างๆ เช่น ฟลูออเรสเซนซ์หรือการตรวจด้วยแอนติบอดี

ยังใช้เป็นตัวทำหน่วยเชื่อม (linker) หรือตัวดัดแปลงโครงสร้างในสารประกอบที่ต้องการศึกษาการทำงานของเอนไซม์หรือตัวรับในเซลล์ รวมถึงประยุกต์ใช้ในสังเคราะห์สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น สารต้านจุลชีพหรือสารต้านมะเร็ง โดยเชื่อมต่อกับโครงสร้างอื่นเพื่อเพิ่มความจำเพาะต่อเป้าหมาย

ในบางกรณี นำมาใช้พัฒนาเซนเซอร์ทางชีวภาพ เนื่องจากสามารถตอบสนองต่อสารชีวโมเลกุลได้ดี และให้สัญญาณที่วัดได้เมื่อเกิดการจับตัวกับเป้าหมาย