4-Fluorophenyl isothiocyanate ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสารเคมีหลักสำหรับนำกลุ่ม fluorophenyl เข้าสู่โมเลกุลต่าง ๆ มีคุณค่าอย่างยิ่งในการเตรียมยาและสารเคมีเกษตร ซึ่งกลุ่ม fluorophenyl สามารถเพิ่มกิจกรรมทางชีวภาพและความเสถียร นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิก ซึ่งมีความสำคัญในเคมียารักษา กลุ่ม isothiocyanate ของมันช่วยให้ทำปฏิกิริยากับอะมีน สร้างอนุพันธ์ thiourea ซึ่งเป็นสารกลางที่มีประโยชน์ในการพัฒนายา สารนี้ยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยเพื่อติดฉลากและปรับเปลี่ยนชีวโมเลกุล ช่วยในการศึกษากระบวนการทางชีวเคมี