二硫化钨（WS2）晶体结构属于P6₃/mmc空间群，通过X射线衍射测量的晶格参数为a = 0.31532 nm和c = 1.2323 nm。作为二维层状过渡金属二氯化物（TMDC）材料的典型代表，其结构由0.6-0.7纳米厚的X-M-X夹层（M为过渡金属；X=S、Se、Te）组成，WS₂拥有类似的夹层结构，每个夹层板由三个原子层组成（中间一层是W原子层；上下两层都是S原子层），形成S-W-S结构。

二硫化钨纳米材料（WS₂NM）在癌症治疗中具有重要的应用。最近有许多关于这个主题的研究。研究人员合成了植入钌纳米粒子的壳聚糖功能化WS₂纳米复合材料（CS/WS₂/Ru），这种材料具有生物相容性和无毒，是药物输送系统的良好候选者。另一方面，由于WS₂的小尺寸和大表面积可以改善壳聚糖的生物特性，从生物传感到制药都有广泛的医疗应用。

在电子配件、X光检查装置领域或有辐射工作环境中，人们一般会使用铅板材料来降低辐射进而起到遮蔽的作用，但是铅板材料会造成严重的环境污染。有鉴于此，专利号为CN103106936的研究者提供了一种密度在12.0g/cm3左右的树脂钨复合材料的生产方法，以代替铅板材料来降低辐射和对自然环境的破坏。

二硫化钨纳米材料（WS₂NM）如二硫化钨无机纳米管和富勒烯类纳米颗粒与唾液腺细胞的生物相容性。目前还没有足够的方法来治疗因唾液腺功能受损导致口腔疾病。研究人员研究了WS₂在唾液腺细胞中的生物相容性。在研究中，无机纳米管（INT- WS₂）和无机富勒烯类纳米颗粒（IF WS₂）在可在高温下使用反应器合成。