叔丁醇制备工艺主要包括异丁烯硫酸水合法（逐步淘汰）、异丁烯直接水合法、环氧丙烷联产法等。 异丁烯硫酸水合法是以抽提丁二烯后的混合C4馏分为原料，添加硫酸为催化剂进行酯化反应，再经水解、浓缩、提纯制得。 异丁烯直接水合法是以抽提丁二烯后的C4馏分为原料，与水相混合，添加离子交换树脂为催化剂，直接水合制得。 环氧丙烷联产法是以异丁烷为原料，添加氧气进行液相非催化氧化反应，其副产物为叔丁醇。 异丁烯硫酸水合法是叔丁醇的传统制备工艺，工艺简单，技术成熟，但能耗高、污染大，且会腐蚀设备，现阶段已逐步被淘汰；异丁烯直接水合法副产物少，不会腐蚀设备，对环境污染小，在我国叔丁醇行业中产能占比较大，生产企业数量较多；环氧丙烷联产法可同时生产环氧丙烷与叔丁醇，污染小、收率高，是国外叔丁醇主流制备工艺。

叔丁醇常代替正丁醇作为涂料和医药的溶剂；用作内燃机燃料添加剂（防止化油器结冰）及抗爆剂。作为有机合成的中间体及生产叔丁基化合物的烷基化原料，可生产甲基丙烯酸甲酯、叔丁基苯酚、叔丁胺等，用于合成药物、香料。叔丁醇脱水可制取纯度99.0%～99.9%的异丁烯。叔丁醇是杀虫剂噻嗪酮、抑食肼、虫酰肼等，杀螨剂哒螨灵，除草剂仲丁灵的重要中间体，叔丁醇钠在农药工业上作为一种重要的醇钠应用，主要用于拟除虫菊酯环合反应。