Thiosemicarbazide hydrochloride ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารเคมีหลักสำหรับการเตรียม thiosemicarbazones ซึ่งเป็นสารกลางสำคัญในการพัฒนายาและสารเคมีเกษตร ความสามารถในการสร้างคอมเพล็กซ์ที่เสถียรกับไอออนโลหะทำให้มีคุณค่าในเคมีวิเคราะห์สำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณโลหะ นอกจากนี้ยังถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิก ซึ่งมี ứng dụng ในเคมียารักษาโรค โดยเฉพาะในการพัฒนายาต้านจุลชีพ ต้านไวรัส และต้านมะเร็ง สารนี้ยังถูกนำมาใช้ในการผลิตสีย้อมและเม็ดสี ซึ่งมีส่วนช่วยในอุตสาหกรรมสิ่งทอและสารเคลือบ ในงานวิจัย มันทำหน้าที่เป็นบล็อกก่อสร้างที่หลากหลายสำหรับการศึกษาปฏิกิริยาเคมีและการพัฒนาสารประกอบใหม่ที่มีศักยภาพในการใช้งานอุตสาหกรรมและบำบัดรักษา