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  19世紀早期首次製得了不純的硫酸二甲酯,之後P.Claesson廣泛研究了其製備方法。

  實驗室中製備硫酸二甲酯的方法有很多種, 典型的如甲醇用硫酸酯化:  蒸餾硫酸氫甲酯製取:  利用亞硝酸甲酯與氯磺酸甲酯的反應:  硫酸二甲酯在美國的工業生產開始於20世紀20年代,常利用二甲醚與三氧化硫的連續反應:

  硫酸二甲酯最常用於對酚、胺和硫醇進行甲基化,反應通常以S2機理進行,且DMS中第一個甲基轉移的速度更快。儘管此類烷基化反應相對高效,硫酸二甲酯的價格也不昂貴,但它的高毒性極大限制了其應用。其他的甲基化試劑中,碘甲烷毒性較低但價格較貴,也可用於"O"-甲基化;碳酸二甲酯毒性更低,可用於"N"-甲基化。 一般在選用甲基化劑時,需要綜合考慮試劑的毒性及反應的效果。

  MeSO對酚的甲基化反應是其最廣泛的應用。該反應對一些簡單的醇也適用,比如硫酸二甲酯與叔丁醇反應,可將其轉化為甲基叔丁基醚:  醇鹽也可被甲基化:  硫酸二甲酯對碳水化合物的"O"-甲基化是哈沃斯法(Haworth)測定糖環形結構的基礎,一般反應在鹼溶液中進行。 另一種甲基化測定方法以碘甲烷-氧化銀作試劑。

  MeSO與胺反應發生"N"-甲基化,可用於製備季銨鹽或叔胺:  含脂肪鏈的季銨鹽可用作表面活性劑或纖維軟化劑。與叔胺的反應如下:

  硫酸二甲酯與硫醇鹽的反應和與醇的反應類似,只是被甲基化的原子變為硫原子: 例如: 該反應可用來製備硫酯:

  硫酸二甲酯可以對DNA中鳥嘌呤的咪唑環"N"位甲基化,修飾後甲基化G與核糖之間的糖苷鍵變得不穩定,在鹼性條件下與哌啶作用,磷酸二酯鍵斷裂,產生兩個DNA片段。 該過程可用於測定鹼基順序,打斷DNA鏈,等等。  此外,用硫酸二甲酯和酸處理DNA後,鳥嘌呤的"N"與腺嘌呤的"N"位都發生甲基化,處理後得到5'-DNA片段與核苷酸5'-羥基相連,3'-DNA片段與核苷酸3'-羥基相連的產物。這可看作對嘌呤鹼基的特異反應。

  硫酸二甲酯是潛在的致癌物質 和誘變劑,具揮發性、毒性、腐蝕性及環境危害,可通過面板、黏膜和胃腸吸收。其中毒症狀可能延遲6-24小時顯現出來,從而會造成對中毒源的不敏感及症狀的進一步惡化。 少量的硫酸二甲酯洩露可用濃鹼溶液,如氨水、鹼金屬氫氧化物溶液等使之水解處理,但大量洩漏時,水解反應可能會非常劇烈。普通水與硫酸二甲酯反應的最終產物為甲醇與硫酸,反應較慢且產物對環境有害,因而硫酸二甲酯的洩露不可用水處理。
硫酸二甲酯(DMS)是一個有機化合物,分子式寫為(CHO)SO、(CH)SO或MeSO,可看作硫酸的二甲基酯。在有機合成中主要用作甲基化試劑。