碳酸二甲酯的分子结构中含有羰基、甲基、甲氧基和羰基甲氧基，因而可广泛用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有机合成反应，因此具有非常广泛的用途，主要用作羰基化和甲基化试剂、汽油添加剂、合成聚碳酸酯（PC）的原料等。1.一种新型的低毒溶剂在油漆、胶粘剂行业可替代甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮或丁酮等溶剂，是环保型绿色化工产品。2.良好的甲基化剂、羰基化剂、羟甲基化剂及甲氧基化剂，是一种用途广泛的化工原料。3.光气、硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等剧毒品的理想替代品。4.合成聚碳酸酯、碳酸二苯酯、异氰酸酯等。5.医药方面用于合成抗感染类药、解热镇痛类药、维生素类药、中枢神经系统用药。6.农药方面主要用于生产甲基异氰酸酯、进而生产某些氨基甲酸酯类药、杀虫剂（苯甲醚）。7.汽油添加剂、锂电池电解液等。