正丁烷除直接用作燃料外，還用作亞臨界生物技術提取溶劑、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。