N,N'-Bis(4-fluorophenyl)thiourea ใช้ในงานวิจัยทางเคมีและเภสัชวิทยาเพื่อศึกษาคุณสมบัติทางชีวภาพ โดยเฉพาะการออกฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียและเชื้อรา นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบอื่นๆ ที่มีศักยภาพในการพัฒนายา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มสารต้านมะเร็งและสารต้านการอักเสบ เนื่องจากโครงสร้างของมันสามารถปรับเปลี่ยนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความจำเพาะต่อเป้าหมายได้