通常情况下，碳酸二甲酯有毒，但是其毒性较低，甚至微毒。一般可以代替有毒的挥发性有机物质在部分领域进行应用，如涂料、医药、添加剂、电子化学品等。但是即使微毒，也不建议长期处在应用了此种物质的环境中，特别是孕期、哺乳期以及婴幼儿等，容易危害健康。
由于碳酸二甲酯的分子结构特性，导致其在与其他的物质发生化学反应的过程中，一般不会产生大量对环境造成污染的物质，毒性也相对较低。所以正常使用，并且保证不口服、不接触到眼结膜、皮肤等部位，通常不会对人体有过多的影响。但如果使用不当或者被误食、误接触黏膜及皮肤等部位，还是可能会导致出现泛红、皮疹、疼痛等不良反应的，因此需要注意使用安全。保险起见，不建议特殊时期的人群接触此物质，如怀孕的女性或处于备孕期、哺乳期的人群，以及婴幼儿、老年人等，以免影响身体健康。
如果将碳酸二甲酯用作医药原料，也可以用于生产呋喃唑酮，而呋喃唑酮可以用于治疗细菌而引起的痢疾、胃溃疡等消化系统疾病。除此之外，如果碳酸二甲酯用作汽油添加剂，还可以增加汽油的含氧量，能够提高燃烧效率。对于降低毒性尾气的排放，也具有一定 作用。