Se usa como análogo no hidrolizable de la alolactosa para inducir la expresión génica en el laboratorio.

A diferencia de la alolactosa, el átomo de azufre (S) en el IPTG crea un enlace covalente no hidrolizable por la bacteria, lo que evita que el IPTG sea degradado progresivamente tras su adición y mantiene así su concentración constante en el medio.

[2]​ Una vez dentro de la célula, induce la transcripción del gen que codifica la β-galactosidasa, una enzima hidrolasa que cataliza la hidrólisis de β-galactósidos a monosacáridos.

En experimentos de clonación, las colonias bacterianas que se han transformado con un plásmido recombinante se pueden identificar usando un análogo de galactosa, el 5-bromo-4-cloro-3-indolil-β-D-galactopiranósido (abreviadamente X-gal).

Las células transformantes que han captado plásmidos con el operón lac intacto, una vez inducidas por IPTG, están expresando activamente β-galactosidasa, que hidroliza X-gal y colorea de azul sus colonias.