ไธโอสเตรปตันใช้หลักlyเป็นยาปฏิชีวนะในสัตวแพทย์ โดยเฉพาะในการรักษาการติดเชื้อแบคทีเรียในสัตว์ เช่น โรคหัวนมอักเสบในวัวที่เกิดจากเชื้อ Staphylococcus และ Streptococcus ที่ไวต่อยา มักผสมกับยาปฏิชีวนะอื่นหรือใช้แบบฉีดเข้าตัวนมสำหรับการรักษาเฉพาะที่

ในงานวิจัย ไธโอสเตรปตันได้รับความสนใจจากความสามารถในการยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนในแบคทีเรียและเซลล์ยูคาริโอติกบางชนิด โดยจับที่หน่วยย่อยริบโซม 50S ใช้เป็นสารเลือกในชีววิทยาโมเลกุล โดยเฉพาะในระบบเพาะเลี้ยงเซลล์ที่ใช้เครื่องหมายดื้อยาปฏิชีวนะ

นอกจากนี้ งานวิจัยได้สำรวจศักยภาพต้านมะเร็งของไธโอสเตรปตันเนื่องจากสามารถยับยั้งกิจกรรมของตัวแปรควบคุมการถอดรหัส FOXM1 ซึ่งแสดงออกมากเกินในเนื้องอกมนุษย์หลายชนิด ยังแสดงฤทธิ์ต่อปรสิตโปรโตซัวบางชนิด รวมถึง Plasmodium falciparum สาเหตุของมาลาเรีย ทำให้เป็นที่สนใจในการพัฒนายาต้านปรสิต