กรดเตตระไฮโดรไทยโอฟีน-2-คาร์บอกซิลิก ใช้หลักในฐานะสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบเภสัชภัณฑ์ต่าง ๆ มีบทบาทสำคัญในการผลิตยาบางชนิด โดยเฉพาะยาที่มุ่งเป้าไปยังภาวะทางระบบประสาทและโรคหัวใจและหลอดเลือด นอกจากนี้ยังใช้ในการพัฒนาสารเคมีเกษตร สนับสนุนการสร้างยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของมันช่วยให้ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการสังเคราะห์อินทรีย์ ทำให้สามารถสร้างโมเลกุลซับซ้อนที่มีกิจกรรมทางชีวภาพเฉพาะเจาะจง สารประกอบนี้ยังถูกสำรวจในการวิจัยสำหรับการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้ในวิทยาศาสตร์วัสดุ โดยเฉพาะในการพัฒนาโพลิเมอร์และสารเคลือบที่มีคุณสมบัติเฉพาะ