双三甲基硅基胺基锂可用于制备低配位数的金属配合物，因为配体(TMS)2N-的位阻很大。这样的例子有M[N(TMS)2]3（M=Sc,Ti,V,Fe；TMS=(CH3)3Si)）。与三甲基氯硅烷反应产生三(三甲基硅基)胺，其中氮的配位数为3，空间构型为平面正三角形。在有机合成或药物合成中，双三甲基硅基胺基锂通常用作强碱，通过交换反应形成各种锂盐例如形成乙炔锂，或制备烯醇锂盐等再进一步完成官能团转换。
双三甲基硅基胺基锂（LiHMDS）可作为非亲核性强碱，可用于形成烯醇的反应，烯醇酯立体专一克莱森重排反应，将醛转化为硅C亚胺的反应，生成缩水甘油酸酯的反应，β内酰胺的反应，芳基烷基醚的选择性断裂反应，主要用于实验室研发过程和有机合成过程中。