硫酸二甲酯，是一種有機化合物，結構式為(CH3O)2SO2。為無色或微黃色，略有蔥頭氣味的油狀易燃性液體。低溫時微溶于水，常溫時易溶于水，易溶于乙醚、乙醇、氯仿等有機溶劑。冷水中緩慢分解，隨著溫度上升而加速，50℃時形成未分解的硫酸二甲酯霧，極易水解成硫酸和甲醇，188℃完全分解。屬于高毒類。具有強烈的刺激和腐蝕性，并有遲發性生物效應。遇熱、明火或氧化劑可燃。常作為甲基化試劑使用，硫酸二甲酯是可使DNA甲基化的試劑。經甲基化后，DNA可在甲基化位置被降解 。將無水甲醇加入冷至-10℃的氯磺酸或發煙硫酸中，在減壓下經蒸餾而制得。在農藥制造業、有機化工原料制造業、染料制造業、催化劑及助劑制造業、塑料制造業、日用化學產品制造業、醫藥工業等有廣泛用途 

硫酸二甲酯最常用于對酚、胺和硫醇進行甲基化，反應通常以SN2機理進行，且DMS中第一個甲基轉移的速度更快。盡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，也可用于O-甲基化；碳酸二甲酯毒性更低，可用于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。用作測定煤焦油類的試劑，在有機合成中用作甲基取代劑，還可用作芳香族烴的溶劑。