ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยเฉพาะในงานวิจัยด้านยาต้านไวรัสและยาต้านมะเร็ง เนื่องจากสารอนุพันธ์ของไทโอเซมิคาร์บาซอนมักแสดงฤทธิ์ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งตัวของเซลล์หรือการจำลองตัวของไวรัส นอกจากนี้ยังใช้เป็นลิแกนด์ในการสร้างสารประกอบเชิงซ้อนกับโลหะทรานซิชัน ซึ่งบางชนิดมีศักยภาพในการใช้เป็นตัวทำละลายหรือตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการเคมีเฉพาะทาง