二甲基过氧化酮最常用作烯烃的环氧化试剂，反应的副产物是低毒且易挥发的丙酮。其反应效果等同或优于间氯过氧苯甲酸（mCPBA），反应性适中，与有些不活泼的底物（如缺电子烯烃）不易反应。其他一些官能团也会被二甲基过氧化酮氧化，例如它可以氧化胺为硝基化合物，硫醚为亚砜，甚至一些不活泼的C-H键也可被DMDO羟基化：