DMF是一种无色透明液体，沸点高、凝固点低、化学和热稳定性好，能和水及大部分有机溶剂互溶,是化学反应的常用溶剂。采用以DMF为溶剂的腈纶干法纺丝工艺生产出的腈纶具有疏水性好、覆盖力强、质地柔软、手感强等特点;

在湿法聚酯合成革生产中，DMF作为聚氨酯树脂的洗涤固化剂，可用于涂布各种延伸性材料,而用于皮革染色时，可使皮革色度均匀，不褪色;由于有较强的溶解能力，DMF在染料中作溶剂，用于合成纤维染色，可提高匀染性;作为一种选择性溶剂用于分离过程，DMF可用于各种烃类和无机气体的选择性吸收。

在有机反应中，二甲基甲酰胺不但广泛用作反应的溶剂，也是有机合成的重要中间体。在医药行业中作为合成药物中间体，广泛用于制取强力霉素、可的松、磺胺类药品的生产；在农药行业中用于合成高效低毒农药杀虫剂。