ไดคลอโรมีเทน-D2 ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเป็นตัวทำละลายในสเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซนานซ์ (NMR) เนื่องจากรูปแบบที่ถูก deuterated ซึ่งลดการรบกวนในการวิเคราะห์สารที่มีไฮโดรเจน การประยุกต์ใช้ของมันมีความสำคัญในงานวิจัยเคมีอินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสื่อที่ไม่ทำปฏิกิริยาสำหรับศึกษากโครงสร้างและพลวัตของโมเลกุล นอกจากนี้ ยังใช้ในการสังเคราะห์สาร deuterated ซึ่งจำเป็นในสาขาต่างๆ รวมถึงเภสัชกรรมและวิทยาศาสตร์วัสดุ สำหรับการติดตามปฏิกิริยาเคมีและการทำความเข้าใจเส้นทางเมแทบอลิซึม ความเสถียรและความเป็นพิษต่ำทำให้เป็นตัวเลือกที่ชื่นชอบในห้องปฏิบัติการสำหรับผลลัพธ์การทดลองที่แม่นยำและเชื่อถือได้