Cząsteczka DMF zawiera grupę formylową (HCO-), która jest kowalencyjnie związana z atomem azotu, który z kolei jest połączony z dwoma grupami CH₃, nadając mu strukturę C₃H₇NO. Grupa karbonylowa (C=O) w DMF ma moment dipolowy, a centrum ładunkowe ujemne oraz para elektronów samotnych na azocie dalszym promują zasadność. DMF to cząsteczka stabilna, ponieważ grupy amidy umożliwiają budowanie struktur płaskich. Rezonans dodatkowo przyczynia się do stabilności. DMF to związek otrzymywany w domowych warunkach i oprócz bycia rozpuszczalnikiem, uczestniczy w licznych operacjach fizyko-chemicznych. Obecność grup metylowych przy atomie azotu wpływa na rozpuszczalność, reaktywność i właściwości azotu.