3,5-Dichlorophenyl isothiocyanate ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตสารเคมีเกษตรและเภสัชภัณฑ์หลากหลาย กลุ่มไอโซไทโอไซยาเนตของมันทำปฏิกิริยาได้ง่ายกับเอมีน ทำให้มีคุณค่าในการสร้างอนุพันธ์ไทโอยูเรีย ซึ่งมักถูกสำรวจเพื่อฤทธิ์ทางชีวภาพ ในงานวิจัย ใช้ในการพัฒนาสารประกอบที่มีศักยภาพต้านเชื้อรา ต้านแบคทีเรีย และต้านมะเร็ง นอกจากนี้ ยังประยุกต์ใช้ในการเตรียมสีย้อมและเม็ดสี เนื่องจากสามารถสร้างพันธะที่มั่นคงกับระบบอะโรมาติก บทบาทของมันในปฏิกิริยาครอส-คัปพลิงยังทำให้มีประโยชน์ในวิทยาศาสตร์วัสดุสำหรับการออกแบบโพลิเมอร์และสารเคลือบขั้นสูง