正丁醇用于制造邻苯二甲酸、脂肪族二元酸及磷酸的正丁酯类增塑剂，它们广泛用于各种塑料和橡胶制品中，也是有机合成中制丁醛、丁酸、丁胺和乳酸丁酯等的原料。
还是油脂、药物（如抗生素、激素和维生素）和香料的萃取剂，醇酸树脂涂料的添加剂等，又可用作有机染料和印刷油墨的溶剂，脱蜡剂。用于生产乙酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯及磷酸类增塑剂，还用于生产三聚氰胺树脂、丙烯酸、环氧清漆等；用作色谱分析试剂，也用于有机合成等；用于配制香蕉、奶油、威士忌和干酪等型食用香精。异丁醇的主要用途是生产乙酸异丁酯，这种化合物主要用于生产漆和类似涂层，并且也作为食品调味剂。异丁醇也用于工业上的合成异丁酯类，例如邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）被用作橡胶、塑料等的增塑剂。异丁醇的其他应用包括作为油漆、墨水等的溶剂和清漆的清理剂。添加少量异丁醇到油漆中可降低油漆的黏度，提高刷流量，并阻碍石油残余物在被漆件表面的生成。异丁醇的部分小用途还包括了作为火花点火发动机的汽油添加剂，这有助于防止化油器结冰。异丁醇还可用作有机化合物的化学萃取剂，在薄层色谱中可做流动相。在未来，异丁醇可能替代汽油而成为内燃机的燃料。现时Gevo等公司正在积极地研究这一用途
