聚异丁烯的应用领域与其分子量密切相关切。通常，低分子量聚异丁烯和中分子量聚异丁烯可以用作油品添加剂、胶薪剂、密封剂、涂料、润滑剂、增塑剂和电缆浸渍剂。高分子量聚异丁烯叮用作塑料、生胶及热塑弹性体的抗冲击改性添加剂等。

20世纪80年代后，异丁烯聚合物在非润滑油方面的应用不断扩大，如美国在这一领域的用量占其总用量的1/3左右。日本为2/3左右。中国生产聚丁烯产品绝大部分应用于润滑油方面，目前每年还进口3000t左右的聚（异)丁烯，用作油品添加剂，生产无灰分散剂、日香糖基料、胶钻剂、密封剂等。

高分子量聚异丁烯加入天然橡胶或丁苯橡胶中，可改进高温下橡胶的耐老化性、耐候性、耐弯曲断裂性、抗臭氧性、橡胶的介电性能，降低其对水的吸收和对气体的渗透。可用于燃料罐、管线及其他容器或各种车用轮胎的衬里。在塑料熔点以上6-10℃时，通过加入少量高分量聚异丁烯，可以大幅度提高和改善聚烯烃的冲击强度、撕裂强度、拉伸一断裂性能、阻隔性能、柔韧性及抗酸、碱、醉侵蚀等性能。