Thioisonicotinamide ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์และงานวิจัยเภสัชกรรม เนื่องจากมีโครงสร้างเฮเทโรไซคลิกที่ประกอบด้วยกำมะถันและไนโตรเจน ทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำคัญในการเตรียมสารประกอบชีวภาพที่หลากหลาย รวมถึงสารต้านจุลชีพและสารต้านมะเร็งที่มีศักยภาพ หมู่ฟังก์ชันไทโออะไมด์ช่วยให้สามารถประสานกับไอออนโลหะ ทำให้มีประโยชน์ในการพัฒนาคอมเพล็กซ์โลหะที่มีคุณสมบัติเร่งปฏิกิริยาหรือคุณสมบัติทางการแพทย์ นอกจากนี้ ยังถูกศึกษาว่าเป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการสังเคราะห์อนุพันธ์ไทอะซอลและไทอะไดอะซอล ซึ่งเป็นโครงสร้างสำคัญในออกแบบยา สารนี้ยังนำไปใช้ในการศึกษาการยับยั้งเอนไซม์ โดยเฉพาะในปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับอนุโลมของการเผาผลาญไพรีดิน