二叔丁基用作橡膠、塑料的防老劑，各種石油產品和食品、飼料、動植物油、肥皂的抗氧劑。它的油溶性良好，加入后不影響油品色澤，廣泛使用于變壓器油、透平油等。
二叔丁基對甲酚是常用的橡膠防老劑，對熱、氧老化有一定的防護作用，也能抑制銅害。單獨使用沒有抗臭氧能力，但與抗臭氧劑及蠟并用可防護氣候的各種因素對硫化膠的損害。在丁苯膠中亦可作為膠凝抑制劑。本品揮發性較大。在橡膠中易分散，可以直接混入橡膠或作為分散體加入膠乳中。廣泛用于天然膠，各種合成膠及其膠乳中。本品不變色，亦不污染。用于制造輪胎的白色側壁，白色、艷色和透明的各種橡膠及其膠乳制品，以及日用、醫療衛生、膠布、膠鞋等橡膠制品。在橡膠中一般用量0.5-3份。當用量增至3-5份時亦不會噴霜。本品還可做為合成橡膠后的處理和貯存時的穩定劑，可用于丁苯橡膠、順丁橡膠、乙丙橡膠、氯丁橡膠等膠種。