1,4-บิวเทนไดไทออลถูกใช้หลักๆ ในสาขาการสังเคราะห์อินทรีย์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น กลุ่มไทออลคู่ของมันทำให้เป็นสารเคมีที่มีค่าสำหรับการสร้างสารประกอบที่มีกำมะถัน ซึ่งมักใช้ในเภสัชกรรม สารเคมีเกษตร และวิทยาศาสตร์วัสดุ

ในวิทยาศาสตร์วัสดุ มันถูกใช้เป็นสารเชื่อมขวางในการผลิตโพลิเมอร์และยางสังเคราะห์ เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกลและความทนทาน นอกจากนี้ ยังใช้ในการเตรียมชั้นโมเลกุลที่ประกอบตัวเอง (SAMs) บนพื้นผิวทอง ซึ่งสำคัญในนาโนเทคโนโลยีและเคมีพื้นผิวสำหรับการสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่มีระเบียบสูง

สารประกอบนี้ยังถูกใช้ในการสังเคราะห์ลิแกนด์สำหรับเคมีการประสานของโลหะ ช่วยในการพัฒนาแคทาลิสต์และโครงสร้างโลหะ-อินทรีย์ (MOFs) ความสามารถในการจับกับไอออนโลหะทำให้มีประโยชน์ในกระบวนการแคทาลิติกต่างๆ และในการศึกษาการโต้ตอบโลหะ-ลิแกนด์

ในสาขาชีวเคมี 1,4-บิวเทนไดไทออลบางครั้งถูกใช้ในการปรับเปลี่ยนโปรตีนและเปปไทด์ โดยเฉพาะในการสร้างพันธะไดซัลไฟด์ ซึ่งจำเป็นสำหรับความเสถียรและการทำงานของโปรตีนหลายชนิด การประยุกต์นี้สำคัญในการพัฒนาไบโอคอนจูเกตและในการศึกษาการพับและโครงสร้างของโปรตีน