馬來酸二甲酯為無色油狀液體，是一種重要的有機化工原料，用作增塑劑、脂肪油類的防腐劑及有機合成的原料。

用作高分子單體和合成樹脂的增塑劑。也用于制殺蟲劑、殺菌劑、防銹添加劑等。還用作有機溶劑。2. 生產油漆、黏結劑、共聚物和薄膜的中間體，生成琥珀酸二甲酯（用于顏料）的原料。