ใช้หลักเป็นสารกลางในสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการพัฒนายาและสารเคมีเกษตร โครงสร้างที่ฟังก์ชันนีไซด์สูงทำให้มีคุณค่าในการสร้างระบบเฮเทโรไซคลิกที่ซับซ้อน การมีกลุ่มโบรโมและไนโตรช่วยให้เกิดการแปลงโครงสร้างเพิ่มเติมผ่านปฏิกิริยาครอส-คัปปลิ้ง การแทนที่นิวคลีโอฟิลิก และการรีดักชัน ซึ่งช่วยในการออกแบบโมเลกุลเป้าหมายที่มีกิจกรรมทางชีวภาพเฉพาะ นอกจากนี้ยังใช้ในวิทยาศาสตร์วัสดุสำหรับสังเคราะห์โพลิเมอร์นำไฟฟ้าและเซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์ เนื่องจากแกนธีโอเฟนที่สนับสนุนการกระจายอิเล็กตรอน นอกจากนั้น ใช้ในงานวิจัยด้านเคมีอินทรีย์เป็นสารตั้งต้นสำหรับสังเคราะห์สารประกอบที่มีโครงสร้างธีโอเฟน ซึ่งมีศักยภาพในการพัฒนาเป็นวัสดุอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ เช่น ทรานซิสเตอร์หรือเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ ด้วยคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่สามารถปรับแต่งได้ผ่านการเปลี่ยนหมู่ฟังก์ชัน และยังถูกใช้ในการศึกษาปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการแทนที่ของหมู่นิโตรและโบรมีนในวงแหวนธีโอเฟน เพื่อเข้าใจกลไกการเกิดปฏิกิริยาและการควบคุมทิศทางของปฏิกิริยาในโมเลกุลที่มีหลายหมู่ฟังก์ชัน