Тиомочевина является широко используемым органическим химическим сырьем и тонким химическим промежуточным продуктом, используемым для синтеза сульфонамидных препаратов (таких как сульфатиазол), антитиреоидных препаратов, противораковых агентов и пероральных гипогликемических препаратов. Многие фармацевтические молекулы содержат структурные фрагменты тиомочевины, которая также является важным промежуточным продуктом в синтезе гетероциклических соединений. В качестве промежуточного продукта для фунгицидов (таких как смешанный семенной спирт) и гербицидов (таких как ацетохлор и тебуконазол). Он также может использоваться в качестве инсектицида и фунгицида для предотвращения и контроля заболеваний плодовых деревьев и сельскохозяйственных культур, а также в качестве регулятора роста растений для содействия прорастанию семян и развитию корней. Используется в качестве низкотемпературного ускорителя вулканизации каучука. Используется в качестве флотообразователя для металлических минералов (таких как добыча золота), а также ингибитора ржавчины для металлов. Используется в качестве гальванической добавки (особенно для покрытия золотометаллирования), может улучшить однородность и яркость покрытия; Тиомочевина электронного сорта также может использоваться для процессов очистки и травления талии. Используется для синтеза формальдегида, ретирования талии и т.д.