خلات الليثيوم ثنائي الهيدرات هو مركب بلوري أبيض يستخدم في تحويل الخميرة، كمكون منظم في كاشف النينهيدرين المعدل لتحليل الأحماض الأمينية بواسطة كروماتوغرافيا التبادل الأيوني. يعمل كعامل حفاز في التفاعلات العضوية وإنتاج راتنجات الألكيد والبوليمرات الأكريلية، وكعامل مضاد للتآكل في تشكيل راتنجات كبريتيد البوليفينيلين، وفي فصل الأحماض الدهنية المشبعة وغير المشبعة. يستخدم أيضًا في الصناعة الدوائية لتحضير مدرات البول، وكمنظم في الرحلان الكهربائي للهلام للحمض النووي والحمض النووي الريبي، وكإضافة أو حفاز في إنتاج النسيج والبوليمرات، وكمواد أولية لتصنيع البطاريات والجسيمات النانوية الفيرومغناطيسية.