ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยเฉพาะในการสร้างพันธะคาร์บอน-คาร์บอนผ่านปฏิกิริยาเช่น Suzuki-Miyaura coupling ซึ่งมีความสำคัญในการพัฒนาสารประกอบที่ใช้ในอุตสาหกรรมยาและวัสดุอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ โครงสร้างที่มีธีโอเฟนช่วยเพิ่มคุณสมบัติการนำไฟฟ้า ทำให้เหมาะสำหรับการใช้ในสารกึ่งตัวนำอินทรีย์หรือวัสดุอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ เช่น OLED หรือเซนเซอร์ นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวกลางในการพัฒนาสารที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ยาต้านจุลชีพหรือยาต้านมะเร็ง