正丁烷除直接用作燃料外，還用作溶劑、制冷劑和有機合成原料。丁烷在催化劑存在下脫氫生成丁烯或丁二烯，在硫酸或無水氫氟酸存在下異構成為異丁烷，異丁烷催化脫氫生成異丁烯，異丁烷可作為烴化劑與烯烴反應生成抗爆性能好的支鏈烴。丁烷經催化氧化可制順丁烯二酸酐、乙酸、乙醛等;經鹵化可制鹵代丁烷;經硝化可得硝基丁烷;在高溫下催化可制取二硫化碳;經水蒸氣轉化可制取氫氣。此外，丁烷還可做馬達燃料摻和物以控制揮發成分;也可做重油精制脫瀝青劑;油井中蠟沉淀劑;用于二次石油回收的流溢劑，樹脂發泡劑，海水轉化為新鮮水的致冷劑，以及烯烴劑格勒聚合溶劑等。

        與丙烷混合作為液化石油氣大量用于家庭取暖、炊事和工業加熱。此外,大量用作有機合成原料。如經脫氫可制丁烯和丁二烯;經異構化可制異丁烷;經催化氧化可制順丁烯二酸酐、醋酸、乙醛等;經鹵化可制鹵代丁烷;經硝化可制硝基丁烷;在高溫下催化可制二硫化碳,經水蒸氣轉化可制取氫氣。用于有機合成和乙烯制造,用作合成橡膠和高辛烷值液體燃料的原料,用作家用燃料、溶劑、制冷劑,也用于儀器校正等。