マグネシウムは工学で使われる最も軽い構造用金属で、密度はアルミニウムの約3分の2にすぎず、軽量化を追求するあらゆる用途で特別な関心を集めている。輸送分野では、マグネシウム合金ダイカストがステアリングホイール・フレーム、インパネ・ブラケット、シート・フレーム、トランスミッション・ハウジングに使われ、車両全体の軽量化と燃費改善に寄与する。航空・宇宙分野では、一部の胴体パネル、降着装置部品、ヘリコプターのギアボックス・ハウジングにマグネシウム合金が用いられ、比強度が軽量構造材料の中で際立つ。民生用電子機器も急速に成長する市場で、ノートパソコン筐体、携帯電話フレーム、ビデオカメラボディにマグネシウム合金ダイカストが使われ、薄型・軽量・放熱・電磁波シールドを両立する。化学分野では、埋設パイプ・貯槽・船舶の船体の陰極防食のための犠牲陽極として広く使われ、優先的に腐食することで鋼を守る。冶金分野では、マグネシウムは脱硫・球状化剤であり、鋳鉄に少量加えると黒鉛を球状化し、優れたダクタイル鋳鉄が得られる。マグネシウムは可燃性なので、加工・保管には特別な火災対策が必要であり、一部の用途を制約する一方、花火・信号炎・火工品の伝統的な燃料ともなっている。
酸化マグネシウム（MgO）は通称「マグネシア」で、融点が 2800°C と高く、製鋼炉・セメントキルン・電気炉内張りの主要な塩基性耐火物である。マグネシアセメントの製造や熱伝導性プラスチック充填剤としても使われる。水酸化マグネシウム（Mg(OH)2）は弱アルカリ性の難燃剤で、加熱時に吸熱分解して水を放出し、プラスチック・ゴム・ケーブル配合物の難燃・煙抑制に広く使われ、酸性廃水の中和剤としても用いられる。硫酸マグネシウム（MgSO4）は七水和物のエプソムソルトとしてよく知られ、経口では下剤、外用では消炎・鎮腫に使われる。農業ではマグネシウム補給肥料として、工業では染色や発酵に用いられる。塩化マグネシウム（MgCl2）は海水やかん水湖からマグネシウムを抽出する中間体であり、電気分解すると金属マグネシウムが得られる。その水溶液は道路の粉じん抑制・凍結防止剤、オキシ塩化マグネシウムセメントの製造にも使われる。さらに、酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムは排煙脱硫や酸性廃水処理に大量に用いられ、酸化マグネシウムは動物飼料や植物肥料のマグネシウム補給源でもある。
