สารไดลิเธียมพทาโลไซยานีนถูกนำไปใช้หลักๆ ในงานวิจัยวัสดุขั้นสูง โดยเฉพาะการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์ คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้เหมาะสำหรับการประยุกต์ใช้ในเซลล์โฟโตโวลตาอิกอินทรีย์ ซึ่งช่วยเพิ่มการดูดซับแสงและประสิทธิภาพการขนส่งประจุ นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้า (FETs) เนื่องจากความเสถียรและการนำไฟฟ้า ในสาขาโอปโตอิเล็กทรอนิกส์ สารนี้ถูกสำรวจสำหรับใช้ในไดโอด发光 (LEDs) และเซ็นเซอร์ เนื่องจากความสามารถในการโต้ตอบกับแสงและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่การเร่งปฏิกิริยาเคมี โดยทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาบางชนิด โดยอาศัยคุณสมบัติ redox-active นอกจากนี้ยังมีการวิจัยสำหรับการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ เช่น การบำบัดด้วยโฟโตไดนามิกสำหรับทำลายเซลล์มะเร็ง เนื่องจากคุณสมบัติการทำ photosensitizing