相較於半導電體材料，二硫化鎢納米材料表現出更高的光吸收率，光催化特性是其另一個重要特性。對於半導體材料，光吸收特性是非常重要的，特別是對於光催化。當WS₂吸收光子時，會發生帶內、帶外和雜質缺陷之間的轉換，這可以形成特定的吸收光譜。塊狀WS₂的特徵吸收峰在910納米的波長附近，位於近紅外（NIR）區域。通過形成納米結構，可以發現WS₂特徵吸收峰的藍移（blue shift）。

由於全球人口的快速增長和社會經濟的快速發展，能源和環境問題受到廣泛關注。作為一種過渡金屬二硫化物，二硫化鎢納米材料在能源轉換和儲存領域取得了重要的研究進展。鑒於這些材料的多功能性和豐富的微觀結構，二硫化鎢（WS2）納米材料的可塑性和可控合成廣受研究人員的關注。

一篇由Schutte等發表在Journal of Solid State Chemistry的文章闡述了二硫化鎢（WS₂）和二硒化鎢（WSe₂）具有與二硫化鉬（MoS₂）同種類型的層狀晶體結構。除了常見的WS₂的六邊形2H形式外，還有一種斜方體形式，即3R-WS₂，也曾被報導過，它與MoS₂的斜方體形式同型。

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。

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）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。

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。

WS₂NM納米載體在給藥系統具有重要的應用，也推動了其在組織工程中的應用。由於WS₂的電特性，研究人員設計了WS₂NM為基礎的電反應給藥系統。傳統的給藥系統，如口服和注射，需要較高濃度的藥物才能看到治療效果，而給藥量過大會導致一些病人出現副作用。

由於二硫化鎢納米材料中二硫化鎢量子點（WS₂-QD）（3納米和28納米）的高原子序數和近紅外吸收，從而被合成為X射線電腦斷層掃描（CT）/光聲成像（PA）的增強劑，促使了其在生物成像和放射治療中的應用。

隨著納米技術的發展，二硫化鎢納米材料（WS₂NM）已然成為光學生物感測器的新選擇。研究人員報告了使用一種簡單的方法來製造一種由WS₂納米片和羥基化MWCNTs（WS₂/MWCNTs-OH）組成的混合材料。基材是絲網印刷的碳電極（SPCE），其優點是需要最低的成本，並且是一次性的和節能的。使用WS₂/MWCNTs-OH複合材料進行改造，提高了敏感和選擇性行為的速率。