DTT是一種很強的還原劑，其還原性很大程度上是由于其氧化狀態六元環（含二硫鍵）的構象穩定性。它的氧化還原電勢在pH為7時為-0.33伏。
DTT的用途之一是作為巰基化DNA的還原劑和去保護劑。巰基化DNA末端硫原子在溶液中趨向于形成二聚體，特別是在存在氧氣的情況下。這種二聚化大大降低了一些偶聯反應實驗（如DNA在生物感應器中的固定）的效率；而在DNA溶液中加入DTT，反應一段時間后除去，就可以降低DNA的二聚化。
DTT也常常被用于蛋白質中二硫鍵的還原，可用于阻止蛋白質中的半胱氨酸之間所形成的蛋白質分子內或分子間二硫鍵。但DTT往往無法還原包埋于蛋白質結構內部（溶劑不可及）的二硫鍵，這類二硫鍵的還原常常需要先將蛋白質變性（高溫加熱或加入變性劑，如6M鹽酸胍、8M尿素或1%SDS）。反之，根據DTT存在情況下，二硫鍵還原速度的不同，可以判斷其包埋程度的深淺。