يُشتق التولوين من قطران الفحم والنفط. ويوجد في البنزين والعديد من المذيبات البترولية. يُستخدم التولوين لإنتاج ثلاثي نيترو التولوين (TNT)، وثنائي إيزوسيانات التولوين، والبنزين؛ كمكون في الأصباغ والأدوية والمنظفات؛ وكمذيب صناعي للمطاط والدهانات والطلاءات والزيوت.

للتولوين استخدامات عديدة في الصناعات الكيميائية والبترولية، حيث يُستخدم منه حوالي 6 ملايين طن سنويًا في الولايات المتحدة و16 مليون طن عالميًا. الاستخدام الرئيسي للتولوين هو كمعزز للأوكتان في البنزين. يبلغ رقم ​​الأوكتان للتولوين 114. يُعد التولوين أحد المركبات العطرية الرئيسية الأربعة، إلى جانب البنزين والزيلين والإيثيل بنزين، والتي تُنتج أثناء التكرير لتحسين أداء البنزين. تُختصر هذه المركبات الأربعة مجتمعةً باسم BTEX. يُعد BTEX مكونًا رئيسيًا في البنزين، حيث يُشكل حوالي 18% من وزن المزيج النموذجي. على الرغم من أن نسبة المركبات العطرية تتنوع لإنتاج خلطات مختلفة لتلبية المتطلبات الجغرافية والموسمية، إلا أن التولوين يُعد أحد المكونات الرئيسية. يحتوي البنزين النموذجي على حوالي 5% من التولوين من حيث الوزن.
التولوين مادة خام أساسية تُستخدم لإنتاج مركبات عضوية متنوعة. ويُستخدم لإنتاج ثنائيات الأيزوسيانات. تحتوي الإيزوسيانات على المجموعة الوظيفية N = C = O، وتحتوي ثنائيات الأيزوسيانات على اثنين منها. ثنائيا الأيزوسيانات الرئيسيان هما التولوين 2،4-ثنائي إيزوسيانات والتولوين 2،6-ثنائي إيزوسيانات. يبلغ إنتاج ثنائيات الأيزوسيانات في أمريكا الشمالية قرابة مليار رطل سنويًا. يُستخدم أكثر من 90% من إنتاج ثنائي إيزوسيانات التولوين في صناعة رغاوي البولي يوريثان. تُستخدم هذه الأخيرة كحشوات مرنة في الأثاث، والفراش، والوسائد. أما في شكلها الصلب، فيُستخدم في العزل، وطلاءات الأسطح الصلبة، ومواد البناء، وقطع غيار السيارات، وعجلات التزلج.

في تصنيع حمض البنزويك، والبنزالديهايد، والمتفجرات، والأصباغ، والعديد من المركبات العضوية الأخرى؛ كمذيب للدهانات، والورنيش، والصمغ، والراتنجات؛ مخفف للأحبار، والعطور، والأصباغ؛ في استخلاص مبادئ مختلفة من النباتات؛ كمادة مضافة للبنزين.