硫脲是一種重要的化學物質，具有多種用途和作用：
在有機合成中，硫脲常用作還原劑和含硫試劑，用於還原內過氧化物和臭氧化物，合成硫醇、磺酸、亞磺酸及其醯氯，以及雜環氨基噻唑、嘧啶和硫雜環丙烷等。
硫脲能提高反應速率、促進發芽、殺菌，並能將游離態碘還原成碘離子。
在藥物合成中，硫脲是磺胺噻唑、蛋氨酸等原料。
硫脲在染料、樹脂、模壓粉末等領域有廣泛套用，如作為合成硫胺噻唑、蛋氨酸和其他藥物的原料，以及染料和染色助劑、樹脂和模壓粉末的原料，橡膠的硫化促進劑、金屬礦物的浮選劑、製備鄰苯二甲酸酐和富馬酸的催化劑，以及金屬防鏽劑。
在照相材料方面，硫脲可以用作顯影劑和調色劑，也可以用於電鍍工業。
硫脲還用作化肥，以及製造藥物、染料、樹脂、壓縮成型粉末、橡膠硫化促進劑、金屬礦物浮選劑等的原料。
在化學分析領域，硫脲作為化學試劑，能提高反應速率、促進發芽、殺菌，並能將游離態碘還原成碘離子。
在植物生長調節方面，硫脲能刺激植物生長，促進植物代謝，被作為肥料的添加劑用於保肥，還可以促進植物在營養不充足的情況下維持生長。
在固化材料中，硫脲可能起著促進作用，促進水泥的膠凝固化作用，形成網狀交聯三維結構，對有害成分起著固化作用。
此外，硫脲還可以與待測元素Sb、Bi、Cd、Cu、Ag生成絡合物，在灰化階段轉變成硫化物，從而增加了待測元素的穩定性，降低了灰化損失，增加靈敏度。