ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ยา โดยเฉพาะในการพัฒนายาต้านไทรอยด์และยาต้านเบาหวาน เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในปฏิกิริยาอินทรีย์ที่ซึ่งส่วนของไทโอยูเรียทำหน้าที่เป็นลิแกนด์หรือตัวเรนต์ในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยโลหะ นอกจากนี้ยังใช้ในการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกเนื่องจากความสามารถในการเกิดการสร้างวงแหวนภายใต้สภาวะปฏิกิริยาเฉพาะ อนุพันธ์ของมันถูกสำรวจสำหรับกิจกรรมทางชีวภาพ รวมถึงคุณสมบัติต้านจุลชีพและต้านมะเร็ง ทำให้มีคุณค่าในการวิจัยเคมียารักษาโรค