二甲基甲酰胺DMF是一種無色透明液體，沸點高、凝固點低、化學和熱穩定性好，能和水及大部分有機溶劑互溶,是化學反應的常用溶劑，被稱為“萬能溶劑”: 采用以DMF為溶劑的腈綸干法紡絲工藝生產出的腈綸具有疏水性好、覆蓋力強、質地柔軟、手感強等特點;在濕法聚酯合成革生產中，

二甲基甲酰胺DMF作為聚氨酯樹脂的洗滌固化劑，可用于涂布各種延伸性材料,而用于皮革染色時，可使皮革色度均勻，不褪色;由于有較強的溶解能力，二甲基甲酰胺DMF在染料中作溶劑，用于合成纖維染色，可提高勻染性;作為一種選擇性溶劑用于分離過程，二甲基甲酰胺DMF可用于各種烴類和無機氣體的選擇性吸收。如使用DMF洗滌乙烯來去除其中的乙炔，從而將乙烯提純。

二甲基甲酰胺DMF也可用于從乙烯裝置生產廢氣中提取異戊二烯、間戊二烯等用于合成不飽和樹脂;二甲基甲酰胺DMF還可作為選擇性溶劑用于石油加工領域的萃取工藝。例如：在間苯二甲酸和對苯二甲酸等性質相似、很難分離的多元羧酸物系中，用DMF溶劑萃取或分步重結晶，都可較容易地使之分離開來。

在有機反應中，二甲基甲酰胺不但廣泛用作反應的溶劑，也是有機合成的重要中間體。在醫藥行業中作為合成藥物中間體，廣泛用于制取強力霉素、可的松、磺胺類藥品的生產；在農藥行業中用于合成高效低毒農藥殺蟲劑。