N,N-Dimethylphosphoramidodichloridate ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหลักสำหรับการเตรียมสารประกอบฟอสเฟต มีคุณค่าอย่างยิ่งในการสังเคราะห์อนุพันธ์ออร์กาโนฟอสฟอรัส ซึ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาสารกันไฟ พลาสติไซเซอร์ และยาฆ่าแมลง นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการผลิตอนุพันธ์นิวคลีโอไทด์ ซึ่งสำคัญในงานวิจัยเภสัชกรรม โดยเฉพาะการพัฒนายาต้านไวรัสและยารักษามะเร็ง ความสามารถในการทำปฏิกิริยากับอะมีนและแอลกอฮอล์ทำให้เป็นตัวกลางที่หลากหลายในการสร้างโครงสร้างโมเลกุลซับซ้อนสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมและการแพทย์ต่างๆ