Tetrahydrouridine ใช้หลัก ๆ ในงานวิจัยและการรักษาทางคลินิกในฐานะตัวยับยั้งที่แรงของเอนไซม์ cytidine deaminase ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ย่อยสลาย cytidine analogs คุณสมบัตินี้ทำให้มีคุณค่ากในการเพิ่มประสิทธิภาพของยาเคมีบำบัดบางชนิด เช่น cytarabine และ decitabine โดยป้องกันการย่อยสลายและยืดระยะเวลาการทำงานในร่างกาย นอกจากนี้ยังมีการศึกษาการปรับปรุงผลลัพธ์การรักษาของการรักษาด้วย nucleoside-based สำหรับมะเร็งและการติดเชื้อไวรัส นอกจากนี้ tetrahydrouridine ยังแสดงศักยภาพในการวิจัยด้าน epigenetics โดยช่วยในการปรับเปลี่ยนรูปแบบการเมทิลเลชันของ DNA ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการควบคุมยีนและการรักษาที่อาจเกิดขึ้นสำหรับโรคที่เกี่ยวข้องกับการเมทิลเลชันที่ผิดปกติ