N,N'-Dimethylurea ใช้เป็นรีเอเจนต์ในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตยาและสารเคมีทางการเกษตร มันทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการสังเคราะห์สารประกอบต่างๆ รวมถึงสารกำจัดวัชพืชและสารป้องกันเชื้อรา เนื่องจากความสามารถในการนำกลุ่มไดเมทิลอะมิโนเข้าสู่โมเลกุล ในอุตสาหกรรมโพลิเมอร์ มันทำหน้าที่เป็นสาร стабилизаторและตัวเชื่อมขวางในการผลิตเรซินและกาว เพิ่มความทนทานและประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ยังใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอเป็นสารยึดสี ช่วยปรับปรุงความคงทนของสีบนผ้า บทบาทของมันในฐานะตัวทำละลายในปฏิกิริยาเคมีบางชนิดยังทำให้มีคุณค่าต่อกระบวนการวิจัยและอุตสาหกรรม