1,3-dimethylimidazole-2-thione ใช้หลัก ๆ เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์เภสัชภัณฑ์และสารเคมีเกษตร มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสารประกอบที่มีคุณสมบัติบำบัด เช่น ยาต้านการอักเสบและยาต้านมะเร็ง นอกจากนี้ ยังใช้ในการผลิตสารกำจัดเชื้อราและสารกำจัดวัชพืช ซึ่งช่วยในการป้องกันพืชและเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของมันยังมีคุณค่าในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการสร้างสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกที่จำเป็นในงานวิจัยเคมีและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ