二乙醇胺主要用作CO2、H2S和SO2等酸性氣體吸收劑、非離子表面活性劑、乳化劑、擦光劑、工業氣體凈化劑、潤滑劑。在洗發劑和輕型去垢劑內用作增稠劑泡沫改進劑，在合成纖維和皮革生產中用作柔軟劑。二乙醇胺與70%硫酸作用，脫水環化生成嗎啉（即1,4-氧氮雜環己烷）。嗎啉和二乙醇胺都是有機合成的中間體，例如可用來生產紡織工業中某些光學漂白劑，嗎啉的脂肪酸鹽可用作防腐劑，嗎啉還可用來生產中樞抑制藥福爾可定或作為溶劑。二乙醇胺在分析化學上用作試劑和氣相色譜固定液，可選擇性地保留和分離醇、二醇、胺、吡啶、喹啉、哌嗪、硫醇、硫醚和水。