可用于"N"-甲基化。 一般在选用甲基化剂时，需要综合考虑试剂的毒性及反应的效果。
"O"-甲基化.MeSO对酚的甲基化反应是其最广泛的应用。该反应对一些简单的醇也适用，比如硫酸二甲酯与叔丁醇反应，可将其转化为甲基叔丁基醚：醇盐也可被甲基化：硫酸二甲酯对碳水化合物的"O"-甲基化是哈沃斯法（Haworth）测定糖环形结构的基础，一般反应在碱溶液中进行。 另一种甲基化测定方法以碘甲烷-氧化银作试剂。
"N"-甲基化.MeSO与胺反应发生"N"-甲基化