Dilithium ist eine kristaline Substanz, die für den Fluss der Materie und Anti-Materie in den Warpreaktoren der Föderation und Klingonen benötigt wird, da es nicht mit Antimaterie reagiert, wenn es damit in Berührung kommt. Der Abbau von Dilithium-Kristallen ist ein höchst lukratives Geschäft und es kam häufig zu Auseinandersetzungen um den Abbau. (TOS: "Die Frauen des Mr. Mudd", "Brautschiff Enterprise"). Im 24. Jahrhundert können die Dilithiumkristalle, die an Bord eines Schiffes verbraucht werden wieder regeneriert werden.
Planeten mit hohen Dilithium-Vorkommen sind unter anderem Drema IV, Coridan , Rura Penthe und Remus. (TOS: "Reise nach Babel"; TNG: "Brieffreunde"; "Star Trek VI: Das unentdeckte Land"')
- Ursprünglich wollten die Autoren Lithium für Raumreisen mit Überlichtgeschwindigkeit verwenden, doch ist bekannt, dass der Stoff nicht über die benötigten Eigenschaften verfügt, sodass aus Lithium Dilithium wurde.