3-Hydroxythietane 1,1-dioxide ใช้หลักในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ในฐานะสารกลางที่หลากหลาย มีคุณค่าอย่างยิ่งในการพัฒนาโมเลกุลที่ซับซ้อน เนื่องจากโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งรวมทั้งกลุ่ม hydroxyl และ sulfone moiety สารประกอบนี้มักใช้ในการสังเคราะห์เภสัชภัณฑ์ โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับ active pharmaceutical ingredients (APIs) กลุ่มฟังก์ชันที่ทำปฏิกิริยาได้ช่วยให้สามารถปรับแต่งเพิ่มเติม ทำให้มีประโยชน์ในการสร้างโครงสร้างเคมีที่หลากหลาย นอกจากนี้ ยังประยุกต์ใช้ในวิทยาศาสตร์วัสดุ โดยนำเข้าไปในโพลิเมอร์หรือสารเคลือบเพื่อเสริมคุณสมบัติเฉพาะ เช่น ความทนทานหรือความต้านทานต่อสารเคมี นักวิจัยยังนำมาใช้ในการศึกษากลไกปฏิกิริยาและพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ใหม่