เฟโนทิอาไซน์ใช้หลักในอุตสาหกรรมยาเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ยาต้านโรคจิตเภทต่างๆ เช่น คลอร์พรอมาซีน ซึ่งมีประสิทธิภาพในการรักษาโรคทางจิตเวช เช่น โรคจิตเภทและโรคอารมณ์แปรปรวน สารอนุพันธ์ของมันยังมีคุณสมบัติต้านฮิสตามีนและต้านอาเจียน ทำให้มีประโยชน์ในการจัดการอาการแพ้และป้องกันอาการคลื่นไส้และอาเจียน ในทางสัตวแพทย์ เฟโนทิอาไซน์ใช้เป็นยาถ่ายพยาธิในการรักษาการติดเชื้อหนอนปรสิตในปศุสัตว์ นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระในอุตสาหกรรมยางและพลาสติก ช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพจากออกซิเดชัน ความสามารถในการยับยั้งปฏิกิริยาเคมีบางอย่างทำให้เป็นส่วนประกอบที่มีคุณค่าในบางการประยุกต์ใช้ทางอุตสาหกรรม เช่น สาร стабилизаторและสารยับยั้งการกัดกร่อน