थूलियम लेज़र का उपयोग विभिन्न चिकित्सा और सौंदर्य क्षेत्रों में किया जाता है। डर्मो-कॉस्मेटिक अनुप्रयोगों में, उन्हें त्वचा कायाकल्प, पिगमेंटेशन उपचार, झुर्रियों को कम करने, बाल हटाने और टैटू हटाने जैसी प्रक्रियाओं के लिए पसंद किया जाता है। इसके अलावा, थूलियम लेज़र कुछ विशिष्ट सर्जिकल हस्तक्षेपों, जिनमें नेत्र संबंधी सर्जरी भी शामिल है, में एक सहायक उपकरण के रूप में भी कार्य करते हैं। हालांकि सामान्य सर्जरी में उनका अनुप्रयोग उतना व्यापक नहीं हो सकता है, उनकी बहुमुखी प्रतिभा उल्लेखनीय है।