เบนซอยลไทโอะโคลีน ไอโอไดด์ ใช้หลักๆ ในงานวิจัยทางชีวเคมีเป็นสารตั้งต้นสำหรับเอนไซม์โคลีนเอสเทอเรส ช่วยในการศึกษากิจกรรมของเอนไซม์เหล่านี้ ซึ่งมีความสำคัญต่อการทำงานของระบบประสาท นักวิจัยใช้ในการวัดกิจกรรมของโคลีนเอสเทอเรสในตัวอย่างชีวภาพต่างๆ ช่วยในการวินิจฉัยภาวะที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของเอนไซม์ นอกจากนี้ ยังใช้ในงานศึกษาพิษวิทยาเพื่อประเมินผลกระทบของสารยับยั้งต่อกิจกรรมของโคลีนเอสเทอเรส ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับผลกระทบของสารพิษหรือยาบางชนิด การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการพัฒนาวิธีทดสอบสำหรับตรวจจับยาฆ่าแมลงหรือสารประสาทที่ยับยั้งเอนไซม์โคลีนเอสเทอเรส