4-Chlorothieno[2,3-b]pyridine ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเคมีและเภสัชกรรม โดยเฉพาะในกระบวนการสังเคราะห์สารเคมีที่มีความซับซ้อน มักใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตยาชนิดต่าง ๆ รวมถึงสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีศักยภาพในการรักษาโรค นอกจากนี้ ยังถูกนำไปใช้ในการวิจัยและพัฒนายาใหม่ ๆ เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางเคมีและเภสัชวิทยา รวมถึงการประยุกต์ใช้ในด้านเทคโนโลยีวัสดุเพื่อพัฒนาสารที่มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น สารกึ่งตัวนำหรือสารเรืองแสง