Toluene có nguồn gốc từ nhựa than đá cũng như dầu mỏ. Nó có trong xăng và nhiều dung môi dầu mỏ. Toluene được sử dụng để sản xuất trinitrotoluene (TNT), toluene diisocyanate và benzen; như một thành phần cho thuốc nhuộm, thuốc và chất tẩy rửa; và như một dung môi công nghiệp cho cao su, sơn, lớp phủ và dầu.

Toluene có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa chất và dầu mỏ, với khoảng 6 triệu tấn được sử dụng hàng năm tại Hoa Kỳ và 16 triệu tấn được sử dụng trên toàn cầu. Công dụng chính của toluene là làm chất tăng chỉ số octan trong xăng. Toluene có chỉ số octan là 114. Toluene là một trong bốn hợp chất thơm chính, cùng với benzen, xylen và etylbenzen, được tạo ra trong quá trình tinh chế để tăng cường hiệu suất của xăng. Bốn hợp chất này được viết tắt chung là BTEX. BTEX là thành phần chính của xăng, chiếm khoảng 18% theo trọng lượng của một hỗn hợp thông thường. Mặc dù tỷ lệ các chất thơm thay đổi để tạo ra các hỗn hợp khác nhau nhằm đáp ứng các yêu cầu về địa lý và theo mùa, toluene là một trong những thành phần chính. Một loại xăng thông thường chứa khoảng 5% toluene theo trọng lượng.
Toluene là nguyên liệu chính được sử dụng để sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau. Nó được sử dụng để sản xuất diisocyanate. Isocyanate chứa nhóm chức năng ?N = C = O, và diisocyanate chứa hai trong số này. Hai diisocyanate chính là toluene 2,4-diisocyanate và toluene 2,6-diisocyanate. Sản lượng diisocyanate ở Bắc Mỹ gần một tỷ pound mỗi năm. Hơn 90% sản lượng toluene diisocyanate được sử dụng để sản xuất bọt polyurethane. Loại sau được sử dụng làm chất độn mềm trong đồ nội thất, bộ đồ giường và đệm. Ở dạng cứng, nó được sử dụng để cách nhiệt, lớp phủ vỏ cứng, vật liệu xây dựng, phụ tùng ô tô và bánh xe trượt patin.

Trong sản xuất axit benzoic, benzaldehyde, thuốc nổ, thuốc nhuộm và nhiều hợp chất hữu cơ khác; làm dung môi cho sơn, vecni, keo dán, nhựa; làm chất pha loãng cho mực, nước hoa, thuốc nhuộm; trong việc chiết xuất nhiều nguyên liệu khác nhau từ thực vật; làm phụ gia cho xăng.