กรด 2-ไทโอมอร์โฟลีนคาร์บอกซิลิก มีการประยุกต์ใช้หลักในสาขาการสังเคราะห์อินทรีย์และการวิจัยเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตสารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพหลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารที่มีคุณสมบัติบำบัดที่เป็นไปได้ โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งประกอบด้วยทั้งวงแหวนไทโอมอร์โฟลีนและกลุ่มกรดคาร์บอกซิล ทำให้เป็นหน่วยย่อยที่หลากหลายสำหรับการออกแบบโมเลกุลที่มีกิจกรรมทางเภสัชวิทยาเฉพาะเจาะจง นักวิจัยนำมาใช้ในการพัฒนายาใหม่ โดยเฉพาะในการสังเคราะห์สารประกอบที่มุ่งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาท มะเร็ง และโรคติดเชื้อ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการสร้างลิแกนด์สำหรับเคมีการประสานของโลหะ เพื่อช่วยในการศึกษากระบวนการเร่งปฏิกิริยาและวิทยาศาสตร์วัสดุ บทบาทของมันในการปรับโครงสร้างเปปไทด์ยังมีส่วนช่วยในการพัฒนาการบำบัดด้วยเปปไทด์