ลิเทียมไอโอไดด์ไฮเดรตถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยา โดยเฉพาะในปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะคาร์บอน-คาร์บอน นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการเตรียมอิเล็กโทรไลต์สำหรับแบตเตอรี่ความร้อนสูง ซึ่งคุณสมบัติการนำไฟฟ้าอิออนของมันมีประโยชน์อย่างมาก ในสาขาการแพทย์ มันทำหน้าที่เป็นแหล่งของไอออนลิเทียมในสูตรยาบางชนิด โดยเฉพาะสำหรับการรักษาโรคไบโพลาร์ นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในเซ็นเซอร์ความชื้นเนื่องจากธรรมชาติที่ดูดซับความชื้น ซึ่งช่วยให้สามารถวัดระดับความชื้นในสิ่งแวดล้อมได้อย่างแม่นยำ ในบางการประยุกต์ใช้เฉพาะทาง มันถูกใช้ในวัสดุทางแสงและเป็นสาร dopant ในกระจกบางประเภทเพื่อปรับดัชนีหักเห