LiH có một số ứng dụng, như làm chất hút ẩm, cũng như làm tiền chất để sản xuất hiđrua nhôm liti, trong các thiết bị sinh hiđrô, trong vai trò của chất làm mát và bảo vệ cho các lò phản ứng hạt nhân, cũng như trong sản xuất gốm. LiH có tỷ lệ hiđrô theo trọng lượng cao nhất trong số các hiđrua, chẳng hạn hàm lượng hiđrô trong LiH gấp khoảng 3 lần so với NaH (mặc dù về mặt hóa học lượng pháp là như nhau), do liti nhẹ hơn natri. Điều này làm cho LiH trở thành kho lưu trữ hiđrô đáng quan tâm trong các ứng dụng vũ trụ.

Hợp chất tương ứng của deuteri là deuterua liti với công thức LiD, là một nhiên liệu trong phản ứng tổng hợp hạt nhân trong các vũ khí nhiệt hạch. Trong các đầu nổ của Teller-Ulam design, LiD bị ép và nung bằng nhiệt do sự nổ của quá trình phân rã hạt nhân tới điểm mà phản ứng tổng hợp hạt nhân diễn ra. Deuterua liti không phải là một chất phóng xạ như triti.