Литий энергично соединяется с кислородом, а при высокой температуре - с азотом и водородом. Поэтому добавки лития к чугуну позволяют удалить из чугуна следы этих газов и значительно улучшить механические свойства металла. Для тех же целей литий применяют в цветной металлургии. Добавки лития к сплавам ведут к освобождению металла от кислорода (раскисление), других газов, например азота и водорода (дегазация), сульфидов (десульфурация). В результате повышается пластичность и предел прочности сплавов на основе меди, цинка, алюминия, магния, свинца, никеля и др. Мелко раздробленный литий применяют как катализатор для ряда реакций, например в производстве полимеров из углеводорода изопрена, т. е. в производстве искусственного каучука.
В текстильной промышленности соединения лития находят себе применение в процессах отбеливания тканей, в фармацевтической - для получения косметических препаратов, в пищевой - для целей консервирования мяса, в сельском хозяйстве - для изготовления стимуляторов роста и инсектицидов.
Соединения лития применяют для изготовления специальных сортов стекла. Стекла, содержащие литий и бериллий, хорошо пропускают рентгеновские лучи. Оксид лития используют для получения керамических глазурей, гидроксид LiOH входит в состав электролита аккумулятора: добавление его повышает емкость аккумулятора. Благодаря способности окрашивать пламя в красный цвет соли лития находят некоторое применение в пиротехнике.