ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นตัวแทน derivatizing สำหรับอะมีนและนิวคลิโอไฟล์อื่นๆ เนื่องจากหมู่ไอโซธิโอไซยาเนตที่ทำปฏิกิริยาได้. ทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำคัญในการเตรียมสารประกอบเบส sulfonamide ที่มีกิจกรรมทางชีวภาพที่อาจเป็นไปได้. ใช้กันทั่วไปในเคมีทางการแพทย์เพื่อพัฒนายับยั้งเอนไซม์ โดยเฉพาะในงานวิจัยยับยั้งโปรติเอสและไคเนส. โครงสร้าง sulfonyl-piperidine ช่วยเพิ่มการซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และความเสถียรทางเมแทบอลิซึมในตัวยาที่เป็นผู้สมัคร. นอกจากนี้ยังใช้ในเทคนิค bioconjugation สำหรับการติดฉลากโมเลกุลชีวภาพในงานวินิจฉัย.

ในงานวิจัยชีวเคมี หมู่ไอโซธิโอไซยาเนตสามารถทำปฏิกิริยากับหมู่อะมีนในกรดอะมิโน เช่น ไลซีน เพื่อการ derivatization หรือ conjugation กับโปรตีนและโมเลกุลชีวภาพอื่นๆ ทำให้เหมาะสำหรับการเตรียมแอนติบอดีที่ติดฉลาก การสร้างคอนจูเกตระหว่างโปรตีนกับโมเลกุลขนาดเล็กเพื่อการตรวจวัดหรือแยกสารในระบบชีวภาพ รวมถึงการพัฒนายา เช่น การออกแบบโปรบเชิงกลไกหรือการศึกษาเป้าหมายของยาในเซลล์.