3,4-Dimethylbenzenethiol ใช้หลักly เป็นสารกลางในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตสารเกษตรเคมีและเภสัชภัณฑ์ มันทำหน้าที่เป็นโครงสร้างพื้นฐานในการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนเนื่องจากมีกลุ่มไทออลที่ทำปฏิกิริยาได้ ในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุ ใช้ในการพัฒนาโพลิเมอร์และเรซิน โดยทำหน้าที่เป็นสารเชื่อมขวางหรือสารปรับเปลี่ยนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุ นอกจากนี้ ยังใช้ในการเตรียมลิแกนด์สำหรับเคมีประสานของโลหะ ซึ่งช่วยในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาและการสกัดโลหะ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงห้องปฏิบัติการวิจัย ที่ใช้ในการสังเคราะห์อินทรีย์และการศึกษาทางเคมี