二甲基甲醯胺被用于聚丙烯腈纤维及塑料的制造上。在制药工业中，它也用于制造杀虫剂、接着剂、人造皮革、纤维、软片及表面涂装等。N,N-二甲基甲醯胺是Bouveault醛合成反应及Vilsmeier-Haack反应（另一有用的醛类合成反应）的试剂。在核磁共振光谱中，N,N-二甲基甲醯胺的甲基上的质子形成二个单峰，因为在核磁共振的时间尺度中，羰基碳-氮键的旋转速率很慢。羰基碳-氮键的键级大于一，而醯胺碳-氧键的键级则小于二。醯胺的红外线光谱中，C=O带通常在小于1700cm处，因其C=O键因为从氮供给氧的电