二硫化碳（CS2）具有多種作用，包括：
作為生產粘膠纖維、玻璃紙、人造絲、賽璐玢等的重要原料。
用作製造四氯化碳、橡膠助劑的原材料。
生產黃原酸鹽，用作冶金工業的礦石浮選劑。
在農業領域用於生產殺蟲劑和殺菌劑，如稻瘟靈、代森錳鋅等。
用於生產氨處理系統中設備和管路的防腐蝕劑。
作為檢驗伯胺、仲胺及α-胺基酸、測折射率、色譜分析用的溶劑。
從亞痲仁、橄欖果實、獸骨、皮革和羊毛中提取油脂。
用作航空的潤滑劑。
羊毛去脂劑、衣服去漬劑、金屬浮選劑、油漆和清漆的脫膜劑、航空煤油添加劑等。
此外，二硫化碳還是一種廣泛性的酶抑製劑，具有細胞毒作用，可破壞細胞的正常代謝，干擾脂蛋白代謝，造成血管病變、神經病變及全身主要臟器的損害。低濃度長期暴露時，可能引起下肢多發性神經炎，伴有頭痛、失眠、性慾減退和記憶力下降，脫離接觸時能康復。長期暴露還可能發生視網膜症和腎疾患為特徵的血管損傷。