เนื่องจากความร้อนจำเพาะที่สูง (มากทีสุดในบรรดาของแข็งใดๆ) ทำให้มีการใช้ลิเทียมในการถ่ายเทความร้อน นอกจากนี้ยังใช้เป็นโลหะขั้วแอโนดของแบตเตอรีที่สำคัญ ทั้งนี้เพราะศักย์ทางไฟฟ้าเคมีที่สูงนั่นเอง ขณะเดียวกัน การที่มีน้ำหนักแห้งกว่าเซลล์มาตรฐานทั่วไป แบตเตอร์รีเหล่านี้จึงให้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า (3 โวลต์ ขณะที่แบตเตอรีแบบอื่นให้แรงดัน 1.5 โวลต์) การใช้งานอื่นๆ ได้แก่

• เกลือลิเทียม เช่น ลิเทียมคาร์บอเนต (Li2CO3) ลิเทียมไซเตรต และ ลิเทียมโอโรเทต ถือเป็น mood stabilizers ที่ใช้ในการบำบัดอาการทางจิต (bipolar disorder) เนื่องจากไม่เหมือนกับยา mood altering อื่นๆ ส่วนใหญ่ ที่รักษาทั้งอาการคลุ้มคลั่ง และอาการซึมเศร้า นอกจากนี้ลิเทียมยังใช้เพื่อขยายผลยาต้านการซึมเศร้าอื่น ๆ ปริมาณลิเทียมที่ใช้ประโยชน์ได้นี้น้อยกว่าปริมาณที่เป็นพิษเล็กน้อย ด้วยเหตุนี้จึงต้องตรวจสอบระดับลิเทียมในกระแสเลือดอย่างรอบคอบในช่วงการบำบัดรักษา
• ลิเทียมคลอไรด์ และ ลิเทียมโบรไมด์ นิยมใช้เป็นอุปกรณ์วัดความชื้นที่ดีเยี่ยม และมักจะใช้เป็น desiccant
• ลิเทียมสเตียเรต (Lithium stearate) นิยมใช้ทั่วไปสำหรับเป็นสารหล่อลื่นอุณหภูมิสูงแบบอเนกประสงค์
• ลิเทียมเป็นตัวกระทำชนิดอัลลอย ที่ใช้เพื่อสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์
• ลิเทียมยังใช้เป็นฟลักซ์ เพื่อช่วยในการหลอมของโลหะในช่วงการเชื่อมและบัดกรี นอกจากนี้ยังลดการเกิดออกไซด์ในช่วงที่เชื่อม โดยการดูดซับสิ่งเจือปนไว้ คุณสมบัติการหลอมดังกล่าวยังมีความสำคัญในฐานะเป็นตัวเชื่อมประสาน สำหรับการผลิตเซรามิก วัสดุเคลือบ และเครื่องแก้ว
• บางครั้งมีการใช้ลิเทียมในเครื่องแก้วและเซรามิก รวมทั้งกระจกสำหรับทำกล้องโทรทรรศน์ขนาด 200 นิ้ว ที่ยอดเขาพาโลมาร์ด้วย
• ลิเทียมไฮดรอกไซด์ นั้นใช้ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศในยานอวกาศ และเรือดำน้ำ สำหรับไฮดรอกไซด์ของอัลคาไลอื่นๆ นั้นจะดูดซับ CO2 ได้ แต่ลิเทียมไฮดรอกไซด์นั้นทำได้ดีกว่า เพราะมีน้ำหนักโมเลกุลที่ต่ำนั่นเอง
• มีการใช้อัลลอยของโลหะ ที่มีส่วนผสมของ อะลูมิเนียม, แคดเมียม, ทองแดง, และ แมงกานีส เพื่อผลิตชิ้นส่วนอากาศยานที่ต้องการประสิทธิภาพสูง
• ลิเทียมไนโอเบต (Lithium niobate) มีการใช้อย่างกว้างขวางในตลาดเครื่องมือโทรคมนาคม เช่น โทรศัพท์เคลื่อนที่ และมอดูเลเตอร์แสง
• ลิเทียมไนโอเบตแบบสภาพไม่เชิงเส้นสูง ยังเป็นทางเลือกที่นิยมใช้สำหรับการประยุกต์ใช้งานต่าง ๆ แบบไม่เชิงเส้น (non-linear application)
• ลิเทียมดิวเทอไรด์ (Lithium deuteride) , ดิวเทอเรียมเป็นไอโซโทปหนึ่งของไฮโดรเจน) เป็นเชื้อเพลิงแบบหลอมตัวในระเบิดไฮโดรเจน เมื่อถูกระดมยิงด้วยนิวตรอน ทั้งลิเทียม -6 และลิเทียม -7 จะผลิตไตรเทียมออกมา ไตรเทียมจะหลอมรวมตัวกับดิวเทอเรียม ในปฏิกิริยาฟิวชั่น ซึ่งทำได้ง่ายกว่า
• ลิเทียมถูกใช้เป็นแหล่งกำเนิด อนุภาคแอลฟา หรือนิวคลีไอของลิเทียม เมื่อนิวคลีไอของลิเทียม -7 ถูกระดมยิงจากโปรตอนที่ถูกเร่ง นิวคลีไอบางตัวของลิเทียมจะแตกสลายเป็นโปรตอน 4 ตัว และนิวตรอน 4 ตัว และทำให้เกิดอนุภาคแอลฟา 2 ตัวด้วย นับเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ครั้งแรกที่มนุษย์สร้างขึ้น โดยฝีมือของคอกรอฟต์ (Cockroft) และวอลตัน (Walton) เมื่อ ค.ศ. 1929
• ลิเทียมไฮดรอกไซด์ (LiOH) เป็นสารประกอบที่สำคัญของลิเทียม ที่ได้มาจากลิเทียมคาร์บอเนต (Li2CO3) นับเป็นเบสที่แรง และเมื่อให้ความร้อนจากไขมัน มันจะทำให้เกิดสบู่ลิเทียมขึ้น สบู่ลิเทียมนี้มีความสามารถทำให้น้ำมันแข็งตัว และด้วยเหตุนี้ จึงนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ เพื่อผลิตจาระบีสำหรับใช้ในการหล่อลื่นเครื่องยนต์
• ลิเทียมไฮดรอกไซด์เป็นสารเคมีที่มีน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพในการกรองให้อากาศบริสุทธิ์ ในพื้นที่จำกัด เช่น ยานอวกาศ ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์สามารถทำให้เสียสุขภาพหรือเกิดพิษได้ ลิเทียมไฮดรอกไซด์จะช่วยดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศ โดยการเข้าทำปฏิกิริยาและเกิดเป็นลิเทียมคาร์บอเนต
• แบตเตอรี่ชนิดลิเทียมไอออนเป็นตัวเก็บพลังงานไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา ทำให้อุปกรณ์ที่เคยมีขนาดใหญ่ มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา พกพาสะดวก รวมถึงมีระยะเวลาใช้งานก่อนจะประจุไฟใหม่ยาวนานขึ้นมาก แบตเตอรี่ชนิดลิเทียมไอออนมีความสำคัญต่อการพัฒนาอุตสาหกรรมรถยนต์ใช้พลังงานไฟฟ้า เช่น รถยนต์ไฮบริด รถยนต์ปลั๊กอินไฮบริด และรถยนต์ไฟฟ้า และยังมีความพยายามนำแบตเตอรี่ชนิดนี้ไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น ด้านอวกาศ ด้านการทหาร ด้านการไฟฟ้าและสาธารณูปโภค