Diese Verbindung wird als Analogon von Allolaktose verwendet, einem Laktosemetaboliten, der die Transkription des Laktose-Operons und insbesondere des β-Galaktosidase-Gens, lacZ, aktiviert. Wie Allolaktose oder Laktose bindet IPTG an den Suppressor des Laktose-Operons, LacI, was dessen Bindung an den Operator verhindert und somit die Transkription des β-Galaktosidase-Gens induziert. Im Gegensatz zu Allolaktose ist IPTG kein Substrat für dieses Enzym, da das Vorhandensein eines Schwefelatoms in IPTG die chemische Bindung mit dem Isopropylteil nicht hydrolysierbar macht, so dass IPTG ein so genannter freier Induktor ist. Da IPTG nicht verstoffwechselt werden kann, schwankt die IPTG-Konzentration in der Kultur nicht, was die IPTG-Induktion konstant und stabil macht.

 

Im Labor, IPTG wird verwendet, um die Expression von rekombinanten Proteinen unter der Kontrolle des Lake-Promotors oder seiner Derivate in Escherichia coli zu induzieren. Bakterien, die ein Plasmid tragen, das das gewünschte Gen enthält, werden in Abwesenheit von IPTG kultiviert, bis die Zelldichte ein ausreichendes Niveau erreicht. Durch die Zugabe von IPTG zu der Kultur kann die Produktion des Proteins zum gewünschten Zeitpunkt ausgelöst werden.