用於製取各種鋰的化合物、金屬鋰及其同位素。還用於製備化學反應的催化劑。半導體、陶瓷、電視、醫藥和原子能工業也有應用。分析化學中用作分析試劑。在鋰離子電池中也有應用。在水泥外加劑裏作爲促凝劑使用。

碳酸鋰有明顯抑制躁狂症作用，可以改善精神分裂症的情感障礙，治療量時對正常人精神活動無影響，作用機制可能與抑制腦內神經突觸部位去甲腎上腺素的釋放並促進再攝取，對升高外周血細胞有作用，本藥小劑量用於子宮肌瘤合併月經過多的有一定治療作用，小劑量也可用於急性菌痢，鋰鹽無鎮靜作用，一般對嚴重急性躁狂患者先與氯丙嗪或氟哌啶合用，急性症狀控制後再單用碳酸鋰維持。