تولوئن از قطران زغال سنگ و همچنین نفت مشتق می‌شود. این ماده در بنزین و بسیاری از حلال‌های نفتی وجود دارد. تولوئن برای تولید تری نیتروتولوئن (TNT)، تولوئن دی ایزوسیانات و بنزن؛ به عنوان ماده تشکیل دهنده رنگ‌ها، داروها و مواد شوینده؛ و به عنوان حلال صنعتی برای لاستیک‌ها، رنگ‌ها، پوشش‌ها و روغن‌ها استفاده می‌شود.

تولوئن کاربردهای بی‌شماری در صنایع شیمیایی و نفتی دارد، به طوری که سالانه تقریباً 6 میلیون تن در ایالات متحده و 16 میلیون تن در سطح جهان استفاده می‌شود. کاربرد اصلی تولوئن به عنوان تقویت‌کننده اکتان در بنزین است. تولوئن دارای رتبه اکتان 114 است. تولوئن یکی از چهار ترکیب آروماتیک اصلی، به همراه بنزن، زایلن و اتیل بنزن است که در طول پالایش برای افزایش عملکرد بنزین تولید می‌شوند. در مجموع، این چهار ترکیب به اختصار BTEX نامیده می‌شوند. BTEX جزء اصلی بنزین است و حدود 18٪ وزن یک ترکیب معمولی را تشکیل می‌دهد. اگرچه نسبت آروماتیک‌ها برای تولید ترکیبات مختلف با توجه به نیازهای جغرافیایی و فصلی متفاوت است، اما تولوئن یکی از اجزای اصلی است. یک بنزین معمولی تقریباً 5٪ وزنی تولوئن دارد.
تولوئن یک ماده اولیه اولیه است که برای تولید ترکیبات آلی مختلف استفاده می‌شود. از آن برای تولید دی ایزوسیانات‌ها استفاده می‌شود. ایزوسیانات‌ها حاوی گروه عاملی ?N = C = O هستند و دی ایزوسیانات‌ها حاوی دو مورد از این گروه‌ها هستند. دو دی ایزوسیانات اصلی عبارتند از تولوئن ۲،۴-دی ایزوسیانات و تولوئن ۲،۶-دی ایزوسیانات. تولید دی ایزوسیانات‌ها در آمریکای شمالی سالانه نزدیک به یک میلیارد پوند است. بیش از ۹۰٪ از تولید تولوئن دی ایزوسیانات برای ساخت فوم‌های پلی اورتان استفاده می‌شود. فوم‌های پلی اورتان به عنوان پرکننده انعطاف‌پذیر در مبلمان، ملافه و کوسن‌ها استفاده می‌شوند. در شکل سفت و سخت، برای عایق‌بندی، پوشش‌های پوسته سخت، مصالح ساختمانی، قطعات خودرو و چرخ‌های اسکیت غلتکی استفاده می‌شود.

در تولید اسید بنزوئیک، بنزآلدئید، مواد منفجره، رنگ‌ها و بسیاری از ترکیبات آلی دیگر؛ به عنوان حلال برای رنگ‌ها، لاک‌ها، صمغ‌ها، رزین‌ها؛ رقیق‌کننده برای جوهرها، عطرها، رنگ‌ها؛ در استخراج مواد اولیه مختلف از گیاهان؛ به عنوان افزودنی بنزین.