碳酸二甲酯(DMC)是一種重要的有機化工中間體，由于其分子結構中含有羰基、甲基、甲氧基和羰基甲氧基，可廣泛用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有機合成反應，用于生產聚碳酸酯、異氰酸酯、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯二醇、烯丙基二甘醇碳酸酯、基甲酸萘酯(西維因)、四甲基醇銨、長鏈烷基碳酸酯、碳酰肼、丙二酸酯、丙二尿烷、碳酸二乙酯、三光氣、呋喃唑酮、肼基甲酸甲酯、苯胺基甲酸甲酯等多種化工產品。由于DMC無毒，可替代劇毒的光氣、氯甲酸甲酯等作為甲基化劑或羰基化劑使用，提高生產操作的安全性，降低環境污染。

作為溶劑，DMC可替代氟里昂、三氯乙烷、三氯乙烯等用于油漆涂料、清潔溶劑等。作為汽油添加劑，DMC可提高其辛烷值和含氧量，進而提高其抗爆性。DMC還可作清潔劑、表面活性劑和柔軟劑的添加劑。由于用途非常廣泛，DMC被譽為當今有機合成的"新基石"。