SML#では， スレッドを生成する任意のC関数をSML#プログラムにインポートする ことができる． C関数によって新たに生成されたスレッドから SML#のコールバック関数によって呼び出されたとしても， SML#ランタイムは新たなスレッドの生成を検知し， SML#プログラムを複数のスレッドで実行する． このとき， 複数のスレッドによるSML#プログラムの実行は， Cプログラムと同様， オペレーティングシステムのマルチスレッドサポートにより， 異なるスレッドで並行に実行される． もしオペレーティングシステムがマルチコアCPU上での 複数スレッドの同時実行をサポートしているならば， SML#プログラムのスレッドも同時に実行される．

複数のSML#プログラムのスレッドは， 単一のヒープ領域を共有する． 従って，SML#の配列などの書き換え可能なデータ構造を利用する ことで，ヒープを介したスレッド間通信を行うことができる． スレッド間で共有されるメモリ領域の排他制御は， 排他制御を行うC関数をインポートし呼び出すことで行う． SML#はヒープに確保したデータの移動を行わないため， SML#のヒープ上に，セマフォなどの排他制御のためのデータ構造を 確保することができる．

以上が，SML#が提供する最も基本的なマルチスレッドサポートである． SML#は標準では高水準なスレッドライブラリを提供しないが， ユーザーはこのマルチスレッドサポートを利用し，より高水準な並行プログ ラミングサポートを提供するライブラリをSML#で書くことができる． SML#に適した，より高水準な並列プログラミングフレームワークは， 将来の版のSML#で提供する予定である．