Cystamine dihydrochloride ใช้อย่างแพร่หลายในการวิจัยทางชีวเคมี โดยเฉพาะในการศึกษากลไกโครงสร้างและการทำงานของโปรตีน ทำหน้าที่เป็นสารเชื่อมขวาง (cross-linking agent) เพื่อช่วยคงสภาพโปรตีนและศึกษาการโต้ตอบระหว่างโปรตีน นอกจากนี้ ยังใช้ในการเตรียมพันธะไดซัลไฟด์ ซึ่งมีความสำคัญต่อการรักษาโครงสร้างระดับตติยภูมิของโปรตีน

ในด้านการแพทย์ cystamine dihydrochloride แสดงศักยภาพเป็นยารักษาสำหรับโรคเสื่อมถอยของระบบประสาทบางชนิด โดยทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้ง transglutaminase ซึ่งอาจช่วยรักษาโรคเช่น Huntington's disease ด้วยการลดการรวมตัวของโปรตีนที่พับตัวผิดปกติ

นอกจากนี้ สารประกอบนี้ถูกนำมาใช้ในการพัฒนาระบบส่งยา ความสามารถในการสร้างพันธะไดซัลไฟด์ทำให้มีคุณค่าในการสร้างตัวพาหะยาที่ตอบสนองต่อสภาพแวดล้อม ซึ่งจะปล่อยยาในสถานที่เฉพาะ เช่น ในเซลล์มะเร็งที่มีความเข้มข้นของ glutathione สูง

โดยรวม cystamine dihydrochloride มีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการวิจัยทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานและเทคโนโลยีทางการแพทย์ที่นำไปประยุกต์ใช้ รวมถึงการศึกษากลไกป้องกันเซลล์จากความเครียดออกซิเดชัน การยับยั้ง apoptosis และการสนับสนุนการอยู่รอดของเซลล์ในงานวิจัยโรคทางระบบประสาท