Toluen utvinns ur stenkolstjära såväl som petroleum. Det förekommer i bensin och många petroleumlösningsmedel. Toluen används för att producera trinitrotoluen (TNT), toluendiisocyanat och bensen; som ingrediens i färgämnen, läkemedel och rengöringsmedel; och som ett industriellt lösningsmedel för gummin, färger, beläggningar och oljor.

Toluen har många tillämpningar inom kemi- och petroleumindustrin, med cirka 6 miljoner ton som används årligen i USA och 16 miljoner ton som används globalt. Den huvudsakliga användningen av toluen är som oktantalshöjare i bensin. Toluen har ett oktantal på 114. Toluen är en av de fyra huvudsakliga aromatiska föreningarna, tillsammans med bensen, xylen och etylbensen, som produceras under raffinering för att förbättra bensinens prestanda. Tillsammans förkortas dessa fyra föreningar BTEX. BTEX är en viktig komponent i bensin och utgör cirka 18 viktprocent av en typisk blandning. Även om andelen aromater varieras för att producera olika blandningar för att möta geografiska och säsongsbetonade krav, är toluen en av huvudkomponenterna. En typisk bensin innehåller cirka 5 viktprocent toluen.
Toluen är en primär råvara som används för att producera olika organiska föreningar. Det används för att producera diisocyanater. Isocyanater innehåller den funktionella gruppen ?N = C = O, och diisocyanater innehåller två av dessa. De två huvudsakliga diisocyanaterna är toluen-2,4-diisocyanat och toluen-2,6-diisocyanat. Produktionen av diisocyanater i Nordamerika är nära en miljard pund årligen. Mer än 90 % av toluen-diisocyanatproduktionen används för att tillverka polyuretanskum. De senare används som flexibel fyllning i möbler, sängkläder och kuddar. I styv form används den för isolering, hårda skalbeläggningar, byggmaterial, bildelar och rullskridskohjul.

Vid tillverkning av bensoesyra, bensaldehyd, sprängämnen, färgämnen och många andra organiska föreningar; som lösningsmedel för färger, lacker, gummin, hartser; förtunningsmedel för bläck, parfymer, färgämnen; vid utvinning av olika beståndsdelar från växter; som bensintillsats.