O tolueno deriva do alcatrán de hulla e do petróleo. Atópase na gasolina e en moitos solventes petrolíferos. O tolueno utilízase para producir trinitrotolueno (TNT), diisocianato de tolueno e benceno; como ingrediente para colorantes, medicamentos e deterxentes; e como solvente industrial para cauchos, pinturas, revestimentos e aceites.

O tolueno ten numerosas aplicacións na industria química e petroleira, cun uso aproximado de 6 millóns de toneladas anualmente nos Estados Unidos e 16 millóns de toneladas a nivel mundial. O principal uso do tolueno é como potenciador do octanaxe na gasolina. O tolueno ten unha clasificación de octanaxe de 114. O tolueno é un dos catro principais compostos aromáticos, xunto co benceno, o xileno e o etilbenceno, que se producen durante o refinado para mellorar o rendemento da gasolina. Conxuntamente, estes catro compostos abrímanse como BTEX. O BTEX é un compoñente principal da gasolina, formando aproximadamente o 18 % en peso dunha mestura típica. Aínda que a proporción dos aromáticos varía para producir diferentes mesturas que cumpran os requisitos xeográficos e estacionais, o tolueno é un dos principais compoñentes. Unha gasolina típica contén aproximadamente un 5 % de tolueno en peso.
O tolueno é unha materia prima primaria que se emprega para producir diversos compostos orgánicos. Úsase para producir diisocianatos. Os isocianatos conteñen o grupo funcional ?N = C = O, e os diisocianatos conteñen dous destes. Os dous principais diisocianatos son o tolueno 2,4-diisocianato e o tolueno 2,6-diisocianato. A produción de diisocianatos en América do Norte é de case mil millóns de libras anuais. Máis do 90 % da produción de tolueno diisocianato utilízase para fabricar espumas de poliuretanos. Estas últimas utilízanse como recheo flexible en mobles, roupa de cama e almofadas. En forma ríxida, utilízase para illamento, revestimentos de casca dura, materiais de construción, pezas de automóbiles e rodas de patíns.

Na fabricación de ácido benzoico, benzaldehído, explosivos, colorantes e moitos outros compostos orgánicos; como disolvente para pinturas, lacas, gomas e resinas; diluínte para tintas, perfumes e colorantes; na extracción de diversos principios das plantas; como aditivo para a gasolina.