正丁烯主要用于制造丁二烯,其次用于制造甲基乙基酮、仲丁醇、环氧丁烷及丁烯聚合物和共聚物。异丁烯主要用于制造丁基橡胶、聚异丁烯橡胶及各种塑料。
在许多场合,1-丁烯和2-丁烯无需分离,可一起进行化学加工生产许多重要基本有机化工产品,如水合为仲丁醇进而生产甲基乙基酮,氧化脱氢制丁二烯,催化氧化制顺丁烯二酸酐以及醋酸。1-丁烯在高分子化工中可聚合制成具有高温耐蠕变性、耐磨性及耐应力开裂性的聚1-丁烯,与乙烯共聚为线型低密度聚乙烯(见聚乙烯)。后者是一种新兴的聚合物。
丁烯为重要的基础化工原料之一。1-丁烯是合成仲丁醇、脱氢制丁二烯的原料;顺、反2-丁烯用于合成C4、C5衍生物及制取交联剂、叠合汽油等;异烯是制造丁基橡胶、聚异丁烯橡胶的原料,与甲醛反应生成异戊二烯,可制成不同分子量的聚异丁烯聚合物以用作润滑油添加剂、树脂等。