Il fournit du soufre à l'enzyme rhodanèse, qui transfère ce soufre sur le cyanure pour former du thiocyanate, composé bien moins toxique excrété dans l'urine. Il entre dans les trousses standard d'antidote de l'intoxication cyanhydrique, généralement administré avec un composé qui séquestre directement le cyanure, car le thiosulfate agit en accélérant la détoxification propre de l'organisme plutôt qu'en fixant lui-même le cyanure.