甲基鋰是最簡單的有機鋰試劑，經驗式為CH3Li。這種s段有機金屬化合物在溶液和固體狀態下都采用低聚物結構。這種高活性的化合物，總是在以乙醚為溶劑的溶液中使用，是有機合成和有機金屬化學的一種試劑。涉及甲基鋰的操作需要在無水條件下進行，因為該化合物對水具有高度反應性。氧氣和二氧化碳也與甲基鋰不相容。甲基鋰通常不被制備，而是作為各種醚的溶液購買。

在直接合成法中，甲基溴與鋰在二乙醚中的懸浮液進行處理。

溴化鋰與甲基鋰形成一個復合物。大多數市售的甲基鋰都是由這種絡合物組成。無鹵素的甲基鋰是由甲基氯制備的。氯化鋰從二乙醚中析出，因為它不會與甲基鋰形成強烈的絡合物。濾液由相當純的甲基鋰組成。另外，商用甲基鋰可以用二氧六環處理，沉淀出LiBr（二氧六環），這可以通過過濾去除。使用無鹵素與LiBr-MeLi對某些合成有決定性的影響。

由于碳上帶有部分負電荷，甲基鋰具有強堿性和高度親核性，因此對電子受體和質子供體特別具有反應性。與正BuLi相反，MeLi在室溫下與THF的反應非常緩慢，而且在乙醚中的溶液是無限穩定的。水和醇的反應很劇烈。大多數涉及甲基鋰的反應都在室溫以下進行。盡管MeLi可用于去質子化，但正丁基鋰更常被使用，因為它的價格較低且反應性更強。甲基鋰主要用于合成相當于甲基陰離子的合成物。例如，在一個兩步過程中，酮類反應得到叔醇。Ph2CO+MeLi→Ph2C（Me）OLiPh2C（Me）OLi+H+→Ph2C（Me）OH+Li+非金屬鹵化物用甲基鋰轉化為甲基化合物。PCl3+3MeLi→PMe3+3LiCl這類反應更多的是采用格氏試劑甲基鹵化鎂，它們通常同樣有效，而且價格較低或更容易就地制備。它還能與二氧化碳反應，得到醋酸鋰。CH3Li+CO2→CH3CO2-Li+通過MeLi與金屬鹵化物的反應可以制備過渡金屬甲基化合物。特別重要的是形成有機銅化合物（吉爾曼試劑），其中最有用的是二甲基杯狀鋰。這種試劑廣泛用于環氧化物、烷基鹵化物和烷基磺酸鹽的親核取代，以及甲基陰離子對α，β-不飽和羰基化合物的共軛加成。許多其他的過渡金屬甲基化合物已被制備。ZrCl4+6MeLi→Li2ZrMe6+4LiCl

通過單晶X射線晶體學以及6Li、7Li和13C核磁共振光譜學，已經驗證了兩個結構。四元結構是一個扭曲的立方體類型的團簇，碳原子和鋰原子在交替的角落。鋰-鋰的距離為2.68埃，幾乎與氣態鋰的鋰鍵相同。碳與三個氫原子和三個鋰原子結合。(MeLi)4的非揮發性和它在烷烴中的不溶性是由于該團簇通過進一步的團簇間的前斯蒂克相互作用的事實。相比之下，體積較大的團簇（叔丁基Li）4，其團簇間的相互作用被立體效應所排除，是可以揮發的，而且可以溶于烷烴。

Li-紫色C-黑色H-白色六聚體形式的特點是六邊形棱柱，Li和C原子又在交替的角落里。

紫色Li-C-黑色H-白色聚合的程度，對于(MeLi)n來說，取決于溶劑和添加劑（如溴化鋰）的存在。苯等碳氫化合物溶劑有利于形成六聚體，而乙醚溶劑則有利于形成四聚體。

這些團聚體被認為是缺電子的，也就是說，它們不遵循八邊形規則，因為分子缺乏足夠的電子，無法在每個碳原子周圍形成四個2中心的2電子鍵，這與大多數有機化合物不同。六聚體是一個有30個電子的化合物（30個價電子）。如果為強C-H鍵分配18個電子，還剩下12個電子用于Li-C和Li-Li鍵。有6個電子用于6個金屬-金屬鍵，每個甲基-η3鋰相互作用有一個電子。根據紅外光譜測量，C-Li鍵的強度估計約為57千卡/摩爾。