常温下无色透明液体，分子量90.08，熔点4℃，沸点90.3℃，折射率（nd20）1.3697，粘度0.664mpa.s，汽化潜热8382KJ/kmol。能以任意比例与醇、酮、酯等几乎所有的有机溶剂混合，微溶于水。
碳酸二甲酯是良好的甲基化剂、羰基化剂、羟甲基化剂及甲氧基化剂，具有十分活泼的化学特性。作为有机合成中间体，被广泛用于油漆、涂料和胶粘剂行业的溶剂。可替代醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、甲苯和二甲苯等传统溶剂。碳酸二甲酯还可以做汽油添加剂、高能电池电解液、水处理剂，可制备聚碳酸酯、医药、农药、香料、合成润滑油等。是光气、硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等剧毒品的理想替代品，被誉为绿色化工产品。