ใช้ในงานวิจัยด้านเภสัชกรรม เนื่องจากสารนี้แสดงฤทธิ์ต้านจุลชีพและต้านเชื้อรา โดยเฉพาะในการศึกษาเบื้องต้นเกี่ยวกับการพัฒนายาที่ออกฤทธิ์ต่อระบบประสาทส่วนกลาง รวมถึงการวิจัยฤทธิ์ต้านไวรัสและต้านมะเร็งในระดับเซลล์ สารอนุพันธ์ของธิโอซีมิคาร์บาไซด์มักถูกใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีโครงสร้างซับซ้อนมากขึ้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพทางชีวภาพ ยังมีการนำไปใช้ในงานวิเคราะห์เชิงเคมี เช่น การจับโลหะหนักในสารตัวอย่างเนื่องจากหมู่ฟังก์ชันสามารถทำหน้าที่เป็นลิแกนด์ได้