Tolueenia saadaan kivihiilitervasta sekä maaöljystä. Sitä esiintyy bensiinissä ja monissa maaöljyliuottimissa. Tolueenia käytetään trinitrotolueenin (TNT), tolueenidi-isosyanaatin ja bentseenin valmistukseen; ainesosana väriaineissa, lääkkeissä ja pesuaineissa; ja teollisena liuottimena kumeille, maaleille, pinnoitteille ja öljyille.

Tolueenilla on lukuisia sovelluksia kemian- ja öljyteollisuudessa, ja Yhdysvalloissa sitä käytetään vuosittain noin 6 miljoonaa tonnia ja maailmanlaajuisesti 16 miljoonaa tonnia. Tolueenin tärkein käyttökohde on oktaaniluvun nostaminen bensiinissä. Tolueenin oktaaniluku on 114. Tolueeni on yksi neljästä tärkeimmästä aromaattisesta yhdisteestä, bentseenin, ksyleenin ja etyylibentseenin ohella, joita syntyy jalostuksen aikana bensiinin suorituskyvyn parantamiseksi. Yhdessä nämä neljä yhdistettä lyhennetään BTEX:ksi. BTEX on bensiinin tärkeä komponentti ja muodostaa noin 18 painoprosenttia tyypillisestä seoksesta. Vaikka aromaattisten yhdisteiden osuutta vaihdellaan eri seosten valmistamiseksi maantieteellisten ja kausiluonteisten vaatimusten mukaisesti, tolueeni on yksi tärkeimmistä komponenteista. Tyypillinen bensiini sisältää noin 5 painoprosenttia tolueenia.
Tolueeni on ensisijainen raaka-aine, jota käytetään erilaisten orgaanisten yhdisteiden valmistukseen. Sitä käytetään di-isosyanaattien valmistukseen. Isosyanaatit sisältävät funktionaalisen ryhmän ?N = C = O, ja di-isosyanaatit sisältävät kaksi näistä. Kaksi tärkeintä di-isosyanaattia ovat tolueeni-2,4-di-isosyanaatti ja tolueeni-2,6-di-isosyanaatti. Di-isosyanaattien tuotanto Pohjois-Amerikassa on lähes miljardi puntaa vuodessa. Yli 90 % tolueenidi-isosyanaatin tuotannosta käytetään polyuretaanivaahtojen valmistukseen. Jälkimmäisiä käytetään joustavana täyteaineena huonekaluissa, vuodevaatteissa ja tyynyissä. Jäykässä muodossa sitä käytetään eristeisiin, kovakuoripinnoitteisiin, rakennusmateriaaleihin, auton osiin ja rullaluistimien pyöriin.

Bentsoehapon, bentsaldehydin, räjähteiden, väriaineiden ja monien muiden orgaanisten yhdisteiden valmistuksessa; maalien, lakkojen, kumien ja hartsien liuottimena; musteiden, hajusteiden ja väriaineiden ohentimena; erilaisten aineiden uuttamisessa kasveista; bensiinin lisäaineena.