二甲基甲酰胺(DMF)作為壹種重要的化工原料和優良的溶劑，主要用於聚氨酯、腈綸、醫藥、農藥、染料、電子等行業。DMF作為聚氨酯工業中的洗滌固化劑，主要用於濕法合成革的生產。在制藥工業中作為合成藥物的中間體，廣泛用於生產多西環素、可的松和磺胺類藥物。作為腈綸工業中的溶劑，主要用於腈綸的幹法紡絲生產；用於農藥行業，合成高效低毒農藥；在染料工業中作為染料溶劑；電子工業中鍍錫零件的淬火和電路板的清洗；其他行業包括危險氣體的載體、溶劑和用於藥物結晶的粘合劑。
二甲基甲酰胺(DMF)是壹種優良的有機溶劑，具有高沸點、低凝固點和良好的化學及熱穩定性。如以DMF為溶劑的幹法紡絲工藝生產的腈綸，具有疏水性好、覆蓋性強、質地柔軟、手感強等特點。在濕聚酯合成革生產中，DMF溶液可用於塗覆各種可延展或絲基體材料。用作染料中的溶劑時，可用於合成纖維染色，提高勻染性。
DMF由於其強溶解性，在薄膜和纖維生產中特別有用。此外，它還可用作塗料、印刷油墨和粘合劑配方中的助溶劑。如以DMF為溶劑的幹法紡絲工藝生產的腈綸，具有疏水性好、遮蓋力強、質地柔軟、手感強等特點。DMF可用作濕聚酯合成革生產中聚氨酯樹脂的洗滌固化劑。用於皮革染色時，可使皮革顏色均勻。
此外，DMF還可以作為載體溶劑，如DMF和BF3(三氟化硼)形成聚合物晶體，使BF3從氣體變為固體，便於運輸。
作為壹種選擇性溶劑，DMF可用於各種烴類和無機氣體的選擇性吸收。例如，DMF可用於洗滌乙烯以除去乙炔，從而純化乙烯。當DMF用於C4和C5餾分的萃取蒸餾時，當使用沸點在DMF和待分離烴之間的烴稀釋劑時，可以降低萃取蒸餾塔和洗滌塔再沸器的溫度。DMF也可用於酯類和醚類的分離，即DMF可與客觀存在的高沸點溶劑配合使用，分離乙醇/乙醇中的乙酸乙酯。
DMF作為壹種選擇性溶劑，可用於石油加工等諸多領域，如在潤滑油原料精制過程中，DMF能有效地將非烷烴與烷烴萃取分離；在性質相似的多元羧酸體系中，如間苯二甲酸和對苯二甲酸等難以分離的多元羧酸，用DMF溶劑萃取或分步重結晶可以很容易地分離。DMF還可以從含有尿素、縮二脲和氰尿酸的粗酰胺中提取氰尿酸。此外，DMF還可用於從石油餾分中提取和分離酸，從鋁皂中提取和分離脂肪酸。
此外，DMF作為化學合成的反應介質，作為結晶溶劑，也用於藥物的精制和鍍錫零件的淬火。