4-Nitrophenyl isothiocyanate ใช้หลักๆ ในงานวิจัยทางชีวเคมี ทำหน้าที่เป็นรีเอเจนต์สำหรับการดัดแปลงกรดอะมิโนและเปปไทด์ โดยทำปฏิกิริยากับกลุ่มอะมิโนเพื่อสร้างอนุพันธ์ thiourea ที่เสถียร ซึ่งช่วยในการศึกษากโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน ใช้บ่อยในโครมาโทกราฟีและสเปกโตรเมตรีมวลสารสำหรับการติดฉลากและตรวจจับไบโอโมเลกุล นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเทอโรไซคลิก ซึ่งมี ứng dụngในเภสัชกรรมและเกษตรเคมี บทบาทในกระบวนการ derivatization ช่วยเพิ่มความไวและความจำเพาะในการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ต่างๆ