เฟโนไทอะซีนเป็นสารประกอบอินทรีย์แบบเฮเตอร์โรไซคลิกที่มีการใช้งานหลากหลายในหลายอุตสาหกรรม ในอุตสาหกรรมยา ใช้เป็นโครงสร้างหลักสำหรับยารักษาโรคทางจิตเวชรุ่นแรก เช่น คลอร์พรอมาซีน ซึ่งช่วยรักษาอาการจิตเภทและโรคจิตอื่นๆ โดยการยับยั้งตัวรับโดปามีนในสมอง นอกจากนี้ สารอนุพันธ์ยังใช้เป็นยาระงับอาการแพ้สำหรับบรรเทาอาการภูมิแพ้ ยากันอาเจียนเพื่อควบคุมอาการคลื่นไส้และอาเจียน (โดยเฉพาะในผู้ป่วยเคมีบำบัด) และในสัตว์แพทย์เป็นยาขับพยาธิเพื่อกำจัดหนอนปรสิตในปศุสัตว์ ในภาคอุตสาหกรรม ใช้เป็นสารยับยั้งการเกิดออกซิเดชันในน้ำมันหล่อลื่น เชื้อเพลิง และผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม เพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพและยืดอายุการใช้งาน นอกจากนี้ ยังมีการใช้งานเฉพาะทางในเกษตรกรรมเป็นสารกำจัดแมลงและเชื้อราเพื่อปกป้องพืชผลจากศัตรูพืชและโรคพืช