ไดไอโอโดมีเทนถูกใช้เป็นหลักในสาขาการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารเคมีสำหรับปฏิกิริยาเคมีต่างๆ มักถูกนำมาใช้ในการเตรียมสารประกอบไอโอไดด์ ซึ่งเป็นสารกลางที่มีคุณค่าในการสังเคราะห์ยาและสารเคมีเกษตร ในเคมีวิเคราะห์ ไดไอโอโดมีเทนถูกใช้เป็นของเหลวหนักสำหรับการแยกแบบไล่ระดับความหนาแน่น โดยเฉพาะในการทำให้บริสุทธิ์และวิเคราะห์แร่ธาตุและโพลิเมอร์ นอกจากนี้ ยังใช้เป็นสารคอนทราสต์ในภาพถ่ายรังสีเอ็กซ์ เนื่องจากความหนาแน่นสูงและปริมาณไอโอดีนที่ช่วยเพิ่มความชัดเจนของโครงสร้างบางอย่าง ในวิทยาศาสตร์วัสดุ ไดไอโอโดมีเทนถูกใช้ในการวัดพลังงานพื้นผิวของของแข็งผ่านการวัดมุมสัมผัส เพื่อช่วยในการจำแนกคุณสมบัติพื้นผิว การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการสังเคราะห์สารประกอบออร์กาโนเมทัลลิกและเป็นตัวทำละลายในกระบวนการเคมีเฉพาะ