Toluen er utvunnet fra kulltjære samt petroleum. Det forekommer i bensin og mange petroleumsløsningsmidler. Toluen brukes til å produsere trinitrotoluen (TNT), toluendiisocyanat og benzen; som ingrediens i fargestoffer, legemidler og vaskemidler; og som et industrielt løsningsmiddel for gummi, maling, belegg og oljer.

Toluen har en rekke bruksområder innen kjemisk industri og petroleumsindustrien, med omtrent 6 millioner tonn brukt årlig i USA og 16 millioner tonn brukt globalt. Hovedbruken av toluen er som oktanforsterker i bensin. Toluen har et oktantall på 114. Toluen er en av de fire viktigste aromatiske forbindelsene, sammen med benzen, xylen og etylbenzen, som produseres under raffinering for å forbedre bensinens ytelse. Samlet sett forkortes disse fire forbindelsene til BTEX. BTEX er en hovedkomponent i bensin og utgjør omtrent 18 vekt% av en typisk blanding. Selv om andelen aromater varieres for å produsere forskjellige blandinger for å møte geografiske og sesongmessige behov, er toluen en av hovedkomponentene. En typisk bensin inneholder omtrent 5 vekt% toluen.
Toluen er et primært råstoff som brukes til å produsere forskjellige organiske forbindelser. Det brukes til å produsere diisocyanater. Isocyanater inneholder den funksjonelle gruppen ?N = C = O, og diisocyanater inneholder to av disse. De to viktigste diisocyanatene er toluen-2,4-diisocyanat og toluen-2,6-diisocyanat. Produksjonen av diisocyanater i Nord-Amerika er nærmere en milliard pund årlig. Mer enn 90 % av toluen-diisocyanatproduksjonen brukes til å lage polyuretanskum. Sistnevnte brukes som fleksibelt fyll i møbler, sengetøy og puter. I stiv form brukes det til isolasjon, harde skallbelegg, byggematerialer, bildeler og rulleskøytehjul.

I produksjon av benzosyre, benzaldehyd, eksplosiver, fargestoffer og mange andre organiske forbindelser; som løsemiddel for maling, lakk, gummier, harpikser; tynner for blekk, parfymer, fargestoffer; i utvinning av forskjellige prinsipper fra planter; som bensintilsetningsstoff.