ДМСО є надзвичайно важливим розчинником загального призначення, який розчиняється у воді та органічних розчинниках. ДМСО широко використовується як розчинник і реакційний реагент із високою селективною екстракційною здатністю, особливо як розчинник для обробки та екстракції в реакціях полімеризації акрилонітрилу, як розчинник для синтезу та екстракції поліуретану, а також як розчинник для синтезу поліаміду, полііміду та полісульфонові смоли, а також розчинник для екстракції ароматичних вуглеводнів, бутадієну, синтезу хлорфтораніліну.
ДМСО також є сірковмісною органічною сполукою, яку можна безпосередньо використовувати як сировину та носій для деяких ліків. Його медична ефективність та ефекти в основному включають протизапальну, протинабрякову та знеболюючу дію. ДМСО має багато протизапальних механізмів, серед яких найважливішим є інактивація гідроксильних радикалів, тим самим запобігаючи їх виробленню та запобігаючи запаленню тканин. ДМСО також може сприяти виробленню та метаболізму в організмі, тим самим зменшуючи появу набряку та надаючи протинабрякову дію. Він також може уповільнювати швидкість провідності периферичних нервів, таким чином маючи знеболюючу дію.