實驗室中一般使用原甲酸三甲酯，以氯化鐵為催化劑制得。或用碳酸甲酯鈉在320℃熱分解得到。高純度的DME通過威廉遜合成法用碘甲烷和甲醇鈉反應制備。該反應條件苛刻，必須在無水條件下反應。工業上，DME最早是從合成甲醇的副產物中分離回收。之后二甲醚的生產方法主要有兩步法（甲醇脫水成二甲醚）和一步法（合成氣直接合成二甲醚）。此外還有從二氧化碳和生物質制備二甲醚的方法。

一步法

該法是由天然氣轉化或煤氣化生成合成氣后，合成氣進入合成反應器內，在反應器內同時完成甲醇合成與甲醇脫水兩個反應過程和變換反應，產物為甲醇與二甲醚的混合物，混合物經蒸餾裝置分離得二甲醚，未反應的甲醇返回合成反應器。

一步法多采用雙功能催化劑，該催化劑一般由2類催化劑物理混合而成，其中一類為合成甲醇催化劑，如Cu-Zn-Al（O）基催化劑，BASFS3-85和ICI-512等；另一類為甲醇脫水催化劑，如氧化鋁、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子篩、ZSM-5分子篩、絲光沸石等。

二步法

該法是分兩步進行的，即先由合成氣合成甲醇，甲醇在固體催化劑下脫水制二甲醚。國內外多采用含γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子篩作為脫水催化劑。反應溫度控制在280-340℃，壓力為0.5-0.8MPa。甲醇的單程轉化率在70-85%之間，二甲醚的選擇性大于98%。

一步法合成二甲醚沒有甲醇合成的中間過程，與兩步法相比，其工藝流程簡單、設備少、投資小、操作費用低，從而使二甲醚生產成本得到降低，經濟效益得到提高。因此，一步法合成二甲醚是國內外開發的熱點。國外開發的有代表性的一步法工藝有：丹麥Topsφe工藝、美國Air Products工藝和日本NKK工藝。

二步法合成二甲醚是21世紀國內外二甲醚生產的主要工藝，該法以精甲醇為原料，脫水反應副產物少，二甲醚純度達99.9%，工藝成熟，裝置適應性廣，后處理簡單，可直接建在甲醇生產廠，也可建在其它公用設施好的非甲醇生產廠。但該法要經過甲醇合成、甲醇精餾、甲醇脫水和二甲醚精餾等工藝，流程較長，因而設備投資較大。但21世紀國外公布的大型二甲醚建設項目絕大多數采用兩步法工藝技術，說明兩步法有較強的綜合競爭力。但21世紀國內外二甲醚生產的二步法合成工藝能耗均太高，且行業競爭激烈。而只有將噸醚蒸汽消耗降至0.4噸以下，二甲醚純燒才能與液化石油氣抗衡。