Thiophene-2-Carboxaldoxime ถูกใช้หลักๆ ในสาขาการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารกลางที่หลากหลาย มีบทบาทสำคัญในการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกต่างๆ ซึ่งมักถูกนำไปใช้ในการพัฒนายาและสารเคมีเกษตร กลุ่มฟังก์ชันออกซิมของมันทำให้เป็นสารเคมีที่มีค่าในการสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน โดยเฉพาะในการสังเคราะห์โมเลกุลที่มีกิจกรรมทางชีวภาพ นอกจากนี้ ยังใช้ในเคมีเชิงประสานเพื่อสร้างคอมเพล็กซ์โลหะ ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาหรือวิทยาศาสตร์วัสดุ โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของมันยังช่วยให้ทำหน้าที่เป็นลิแกนด์ สนับสนุนการศึกษาการโต้ตอบระหว่างโลหะและลิแกนด์ในสภาพแวดล้อมการวิจัย