El tolueno se obtiene principalmente del petróleo crudo mediante procesos petroquímicos. Como disolvente, se utiliza en petróleo, resinas, caucho natural y sintético, alquitrán de hulla, asfalto, acetato de celulosa, como disolvente para pinturas y barnices de celulosa, así como para la fabricación de placas fotográficas y tintas. El tolueno también es un factor importante en la síntesis orgánica, especialmente para el cloruro de benzoilo y el fenilo, la sacarina, el trinitrotolueno y muchos colorantes.
Materiales. También es un componente de la gasolina de aviación y de automoción. El tolueno es volátil y no reacciona fácilmente en el medio ambiente. Debido al movimiento del aire, se distribuye ampliamente en el ambiente y, mediante la lluvia y la evaporación de la superficie del agua, puede reciclarse entre el aire y el agua, y eventualmente degradarse por oxidación biológica y microbiana. Se resume la concentración promedio de tolueno en el aire de muchas ciudades del mundo. Los resultados muestran que la concentración de tolueno suele estar entre 112,5 y 150 μg/m³, la cual proviene principalmente de las emisiones relacionadas con la gasolina, así como de la pérdida de disolventes y las emisiones causadas por actividades industriales.
El tolueno se usa ampliamente como solvente y aditivo de gasolina de alto octanaje. También es una materia prima importante de la industria química orgánica. Sin embargo, en comparación con el benceno y el xileno obtenidos simultáneamente del carbón y el petróleo, la producción actual de tolueno es relativamente excedente. Por lo tanto, se utiliza una cantidad considerable de tolueno para la desalquilación o desproporción para producir xileno. Una serie de intermedios derivados del tolueno se usan ampliamente en la producción de productos químicos finos como tintes, productos farmacéuticos, pesticidas, explosivos, auxiliares, especias, etc., y también se usan en la industria de materiales sintéticos. El cloruro de bencilo, el cloruro de diclorobencilo y el triclorobenceno, incluidos sus derivados alcohol bencílico, benzaldehído y cloruro de benzoilo (también obtenido de la fosgenación del ácido benzoico), se usan ampliamente en la síntesis de productos farmacéuticos, pesticidas, tintes, especialmente perfumes. El producto de la ciclización del tolueno es el intermedio de pesticidas, medicamentos y tintes. El ácido benzoico se produce por oxidación del tolueno, un importante conservante alimentario (principalmente a partir de su sal sódica), y también se utiliza como intermediario en la síntesis orgánica. Los intermediarios preparados por sulfonación de tolueno y derivados del benceno, incluyendo el ácido p-toluenosulfónico y su sal sódica; el ácido CLT; el ácido tolueno-2,4-disulfónico; el ácido benzaldehído-2,4-disulfónico; el cloruro de toluenosulfonilo, etc., se utilizan en aditivos para detergentes, aditivos antiaglomerantes para fertilizantes; pigmentos orgánicos; medicamentos; y la producción de colorantes. Un gran número de intermediarios se han preparado por nitración del tolueno. Se pueden obtener muchos productos finales, entre los que destacan productos de poliuretano, colorantes y pigmentos orgánicos, aditivos para caucho, medicamentos, explosivos y otros.

