3,3-Dimethylpyrrolidine-2-Thione นิยมใช้ในวงการเคมีอินทรีย์และเภสัชวิทยาเพื่อเป็นสารตั้งต้นหรือตัวกลางในการสังเคราะห์สารประกอบอื่นๆ ที่มีความซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตยาหรือสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ในการศึกษาปฏิกิริยาเคมีและกลไกการเกิดปฏิกิริยาเพื่อพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ใหม่ๆ ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ในอุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์ อาจใช้เป็นส่วนประกอบในการผลิตสารเคมีเฉพาะทางหรือวัสดุที่มีคุณสมบัติพิเศษ