用于而被列入化学武器公约附表2中。上述生成甲基膦酰二氯的反应可被多种胺催化。在校准有机磷检测器时，甲基膦酸二甲酯可以起到模拟沙林的作用。
用途.甲基膦酸二甲酯的主要商业用途是作阻燃剂。除此之外，在商业上，甲基膦酸二甲酯还能被用作汽油的提前点火添加剂、消泡剂、增塑剂、、抗静电剂、溶剂中的添加剂，以及低温液压油。另外，甲基膦酸二甲酯还可以被用作催化剂。甲基膦酸二甲酯亦可用于有机合成之中，以它爲原料，可以生产出一种高反应活性的叶立德。1992年，以色列航空1862号班机在飞往特拉维夫