2-Chloroethyl isothiocyanate ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นสารเคมีหลากหลายสำหรับนำกลุ่มฟังก์ชันไอโซไทโอไซยาเนตเข้าไปในสารประกอบต่างๆ มีคุณค่าอย่างยิ่งในการเตรียมอนุพันธ์ไทยูเรีย ซึ่งเป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์ยาเคมีเกษตร และโมเลกุลชีวภาพอื่นๆ ความสามารถในการทำปฏิกิริยากับอะมีนช่วยในการสร้างไทยูเรีย ซึ่งมักใช้ในการพัฒนายาเนื่องจากคุณสมบัติบำบัดที่เป็นไปได้ เช่น ต้านจุลินทรีย์ ต้านไวรัส และต้านมะเร็ง นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเทโรไซคลิก ซึ่งสำคัญในเคมียารักษา การประยุกต์ใช้ยังขยายไปยังการวิจัย ที่ใช้ในการศึกษากลไกชีวเคมีและการยับยั้งเอนไซม์เนื่องจากความสามารถในการปรับเปลี่ยนโปรตีนและเปปไทด์