ดีไฮโดรไธมีน เป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในกระบวนการเมแทบอลิซึมของไธมีนในร่างกาย โดยมีบทบาทหลักในวงจรการสลายพิวรีนและไพริมิดีน ซึ่งช่วยในการรีไซเคิลและกำจัดเบสไนโตรเจนที่ไม่จำเป็นออกจากเซลล์ นอกจากนี้ ดีไฮโดรไธมีนยังใช้เป็นตัวบ่งชี้ในการศึกษาการทำงานของเอนไซม์ดีไฮโดรเจเนส ซึ่ aspartate transcarbamoylase และ dihydropyrimidine dehydrogenase ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญยาบางชนิด เช่น 5-fluorouracil ที่ใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง การวัดระดับของดีไฮโดรไธมีนในร่างกายจึงสามารถช่วยประเมินประสิทธิภาพการเผาผลาญยาและภาวะผิดปกติของระบบเมแทบอลิซึมได้