二硫化鎢（WS2）晶體結構屬於P6₃/mmc空間群，通過X射線衍射測量的晶格參數為a = 0.31532 nm和c = 1.2323 nm。作為二維層狀過渡金屬二氯化物（TMDC）材料的典型代表，其結構由0.6-0.7納米厚的X-M-X夾層（M為過渡金屬；X=S、Se、Te）組成，WS₂擁有類似的夾層結構，每個夾層板由三個原子層組成（中間一層是W原子層；上下兩層都是S原子層），形成S-W-S結構。

二硫化鎢納米材料（WS₂NM）在癌症治療中具有重要的應用。最近有許多關於這個主題的研究。研究人員合成了植入釕納米粒子的殼聚糖功能化WS₂納米複合材料（CS/WS₂/Ru），這種材料具有生物相容性和無毒，是藥物輸送系統的良好候選者。另一方面，由於WS₂的小尺寸和大表面積可以改善殼聚糖的生物特性，從生物傳感到製藥都有廣泛的醫療應用。

在電子配件、X光檢查裝置領域或有輻射工作環境中，人們一般會使用鉛板材料來降低輻射進而起到遮蔽的作用，但是鉛板材料會造成嚴重的環境污染。有鑒于此，專利號爲CN103106936的研究者提供了一種密度在12.0g/cm3左右的樹脂鎢複合材料的生産方法，以代替鉛板材料來降低輻射和對自然環境的破壞。

二硫化鎢納米材料（WS₂NM）如二硫化鎢無機納米管和富勒烯類納米顆粒與唾液腺細胞的生物相容性。目前還沒有足夠的方法來治療因唾液腺功能受損導致口腔疾病。研究人員研究了WS₂在唾液腺細胞中的生物相容性。在研究中，無機納米管（INT- WS₂）和無機富勒烯類納米顆粒（IF WS₂）在可在高溫下使用反應器合成。