ไดเอทิลเอมีนถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารเคมีเกษตรและเภสัชภัณฑ์ โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับสารกำจัดวัชพืช สารกำจัดแมลง และส่วนผสมยาสำคัญ มันทำหน้าที่เป็นสารกลางในการผลิตสารเติมแต่งยางและสารยับยั้งการกัดกร่อน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของวัสดุอุตสาหกรรม ในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ ไดเอทิลเอมีนทำหน้าที่เป็นเบสหรือนิวคลีโอไฟล์ในปฏิกิริยาอัลคิเลชันและคอนเดนเซชันต่างๆ นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตสีย้อมและสารลดแรงตึงผิว ซึ่งช่วยปรับปรุงการละลายและปฏิกิริยาในสูตรต่างๆ เนื่องจากความผันผวนและคุณสมบัติเป็นเบส จึงใช้ในกระบวนการบำบัดก๊าซเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนกรด เช่น คาร์บอนไดออกไซด์หรือไฮโดรเจนซัลไฟด์บ้างครั้ง