ไดเมทิลไกลออกซิมถูกใช้อย่างแพร่หลายในเคมีวิเคราะห์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการตรวจจับและกำหนดปริมาณนิกเกิลและพาลลาเดียม มันก่อตัวเป็นตะกอนสีแดงสดกับไอออนนิกเกิล ซึ่งมีความเฉพาะเจาะจงสูงและช่วยให้สามารถวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของนิกเกิลในตัวอย่างต่างๆ รวมถึงโลหะผสม แร่ และตัวอย่างสิ่งแวดล้อม

นอกจากบทบาทในการวิเคราะห์โลหะแล้ว ไดเมทิลไกลออกซิมยังถูกใช้ในสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารจับเชิงซ้อน มันถูกใช้เพื่อจับเชิงซ้อนกับไอออนโลหะอย่างเลือกสรร ช่วยอำนวยความสะดวกในการทำให้บริสุทธิ์หรือแยกโลหะเฉพาะในส่วนผสมที่ซับซ้อน

นอกจากนี้ มันยังพบการใช้งานในสาขาเคมีเชิงประสาน ซึ่งถูกใช้เพื่อศึกษาคุณสมบัติและโครงสร้างของสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะ ความสามารถในการก่อตัวสารประกอบที่เสถียรกับโลหะบางชนิดทำให้มีคุณค่าต่อการวิจัยและกระบวนการอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการประสานของโลหะ

ในบางกรณี ไดเมทิลไกลออกซิมยังถูกใช้ในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาและในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่ต้องการการควบคุมปฏิกิริยาโลหะอย่างแม่นยำ