(3-Chloro-4-fluorophenyl)thiourea มีการใช้งานหลักในด้านการวิจัยทางเคมีและเภสัชวิทยา โดยมักใช้เป็นสารตั้งต้นหรือสารกลางในการสังเคราะห์สารเคมีอื่นๆ ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น โดยเฉพาะในกระบวนการพัฒนายาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ สารนี้มีศักยภาพในการศึกษาคุณสมบัติต้านจุลชีพหรือต้านมะเร็ง เนื่องจากโครงสร้างทางเคมีที่สามารถทำปฏิกิริยาได้หลากหลาย นอกจากนี้ ยังอาจถูกนำไปใช้ในการศึกษาด้านเคมีอินทรีย์เพื่อพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ใหม่ๆ ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น