二甲基镁是一种有机镁化合物，化学式为(CH₃)₂Mg，为白色易自燃的固体。

二甲基镁可以由不少于化学计量比的二�烷和甲基卤化镁反应得到：

二卤化镁和二恶烷的配合物是一种沉淀，可以使史兰克平衡（英语：Schlenk equilibrium）向生成二烷基镁（可溶于反应溶剂）的方向进行。

钙、镁以及碘甲烷在乙醚中反应，或者镁和二甲基汞反应，也能得到二甲基镁。

二甲基镁的结构由X射线晶体衍射测定。它是一种聚合物，与二硫化硅的结构类似，有着四面体镁中心，由甲基桥联。其中，Mg-C键键长为224 pm。同族的二甲基铍有着同样的结构。