1-(4-บรอมโมฟีนิล)-2-ไทโอยูเรีย ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกต่าง ๆ ทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการพัฒนายา โดยเฉพาะในการสังเคราะห์สารที่มีศักยภาพทางชีวภาพ เช่น สารต้านจุลชีพ ต้านไวรัส หรือต้านมะเร็ง นอกจากนี้ ยังใช้ในงานวิจัยเพื่อศึกษาความตอบสนองทางเคมีและการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้ในเคมียารักษา โครงสร้างไทโอยูเรียทำให้มีคุณค่าต่อเคมีเชิงประสาน ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นลิแกนด์สำหรับไอออนโลหะ ช่วยในการพัฒนาคอมเพล็กซ์โลหะที่มีศักยภาพทางเร่งปฏิกิริยาหรือคุณสมบัติทางรักษา