对甲苯磺酰肼在现代高分子材料加工、橡塑工业发泡制造、精细有机合成以及药物化学工程等多个领域发挥着极其关键且应用广泛的功能助剂与反应砌块作用。在高分子聚合物与橡胶工业加工领域，该物质作为一种性能优异的低温型有机化学发泡剂（行业通称发泡剂TSH），其显著特点是分解温度温和适中且产气过程平稳，分解时主要释放出无毒、无腐蚀性且不污染模具的氮气与水蒸气，分解残渣无异味且不使制品变色，广泛应用于天然橡胶、合成橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯、聚酰胺及环氧树脂的微孔闭孔结构发泡加工中，赋予橡塑发泡鞋底、汽车密封胶条、绝热隔音海绵、保温板材及轻量化减震制品细腻均匀的微孔结构与出色的回弹缓冲性能；在有机合成与现代药物化学研发中，对甲苯磺酰肼是一种不可或缺的经典合成试剂，它能与各类醛酮化合物快速缩合生成对甲苯磺酰腙中间体，用于进行著名的Shapiro烯烃化反应、Bamford-Stevens反应及Eschenmoser-Tanabe环氧酮裂解反应以构筑复杂不饱和烃与多环骨架，同时在温和无金属条件下通过原位分解产生二亚胺实现烯烃和炔烃的高选择性立体加氢还原，并作为关键分子砌块广泛用于抗肿瘤、抗病毒原料药及农用杂环杀菌剂的工业化全合成路线中。
