ออกซิไทอะมีน คลอไรด์ ไฮโดรคลอไรด์ ใช้หลักๆ ในงานวิจัยเพื่อศึกษาการขาดไทอะมีน (วิตามินบี1) และผลกระทบทางเมแทบอลิซึม โดยทำหน้าที่เป็นตัวแอนตากอนิสต์ของไทอะมีน ยับยั้งเอนไซม์ที่ขึ้นกับไทอะมีน ซึ่งช่วยให้นักวิจัยเข้าใจบทบาทของไทอะมีนในกระบวนการเซลล์ สารนี้มีประโยชน์เป็นพิเศษในการศึกษาสภาวะเช่น โรคเหน็บชา และกลุ่มอาการเวอร์นิกเก-คอร์ซาคอฟ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการขาดไทอะมีน นอกจากนี้ยังนำมาใช้ในงานศึกษาชีวเคมีเพื่อสำรวจเส้นทางเมแทบอลิซึมที่เกี่ยวข้องกับคาร์โบไฮเดรตและกรดอะมิโน ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการเมแทบอลิซึมพลังงานและการทำงานของระบบประสาท การประยุกต์ใช้ยังครอบคลุมโมเดลทดลองที่เหนี่ยวนำการขาดไทอะมีนเพื่อศึกษาผลกระทบต่อระบบอวัยวะต่างๆ