(2-methylpropanoyl)thiourea มีการประยุกต์ใช้หลักในด้านการสังเคราะห์อินทรีย์และเคมียา โดยมักใช้เป็นสารกลางในการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกต่างๆ ซึ่งมีความสำคัญต่อการพัฒนายา

สารประกอบนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการสังเคราะห์อนุพันธ์ไทอะซอล ซึ่งแสดงกิจกรรมทางชีวภาพที่หลากหลาย รวมถึงคุณสมบัติต้านจุลินทรีย์ ต้านเชื้อรา และต้านมะเร็ง นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบหลักในการสร้างโมเลกุลอินทรีย์ใหม่ที่มีศักยภาพในการรักษา บทบาทของมันในการสังเคราะห์โครงสร้างอินทรีย์ที่ซับซ้อนทำให้เป็นสารประกอบที่มีความสำคัญในกระบวนการค้นพบและพัฒนายา