ใช้ลิเธียมบรอไมด์เป็นหลักในระบบทำความเย็นแบบดูดซับแบบลิเธียมบรอไมด์-น้ำ (lithium bromide-water absorption refrigeration systems) โดยทำหน้าที่เป็นสารดูดซับความชื้น (desiccant) ที่ช่วยดูดซับไอน้ำในการถ่ายเทความร้อน ระบบเหล่านี้มักใช้ในเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่หรือเครื่องทำความเย็นอุตสาหกรรมที่ต้องการใช้พลังงานความร้อนแทนไฟฟ้า เช่น ในโรงงานหรืออาคารขนาดใหญ่ที่มีแหล่งความร้อนสำรอง

นอกจากนี้ ลิเธียมบรอไมด์ยังใช้ในห้องปฏิบัติการเคมีเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) หรือสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยเฉพาะในปฏิกิริยาที่ต้องการไอออนบราไมด์ หรือใช้ในการผลิตสารประกอบลิเธียมชนิดอื่นๆ

ในบางกรณี ยังนำไปใช้ในอุตสาหกรรมยาและเภสัชกรรมในกระบวนการผลิต แต่มีการควบคุมอย่างเข้มงวดเนื่องจากความเป็นพิษในระดับสูงเมื่อสัมผัสหรือรับประทานในปริมาณมาก เนื่องจากคุณสมบัติรับความชื้นสูง (hygroscopic) จึงต้องจัดการอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันการปนเปื้อนความชื้น