Диметилгліоксім застосовують для якісного та кількісного визначення паладію й нікелю. Як селективний реагент для визначення нікелю в лужному середовищі в присутності окисників диметилгліоксим запропонований 1905 Л. А. Чугаєвим, тому диметилгліоксім іноді називають «реактив Чугаєва».