1,2,4-苯三甲酸酐由美國阿莫科公司在1962年首先實現工業化生產以后，隨著乙烯裝置的大型化，三甲苯的資源增加，而本品作為耐熱性、耐候性優良的增塑劑的原料，其消費量也 不斷增加。在總消費量中，本品的90%以上用于聚氯乙烯增塑劑偏苯三酸三辛酯的生產。還可用作環氧樹脂固化劑、耐熱絕緣層壓物，耐熱清漆、穩定劑、染料顏料、表面活性劑、膠片以及水溶性涂料用的多元酸等。

制偏苯三酸三辛酯：由偏苯三酸酐和辛醇酯化生成的偏苯三酸三辛酯（簡稱TOTM）具有良好的耐熱性、低揮發性、耐油性以及可加工性，廣泛用作PVC耐熱增塑劑、抗溶劑交聯氯乙烯樹脂的增塑劑，90 ℃和105 ℃級耐熱電纜配方的主增塑劑以及用作6 000 V、10 000 V高壓電纜所需的配套增塑劑。此外，還可用作浸漬劑和耐高溫絕緣漆，廣泛用于電器內部件、汽車內電線、半導體等的包覆材料；用作汽車電纜、防濕與耐熱環氧樹脂膠囊組分、防霧聚乙烯樹脂組分以及纖維與熱塑塑料的無水染料組分；用作汽車座墊、人造革、洗衣機排水軟管、百葉窗簾、密封材料與填料等。

制備聚酰胺-酰亞胺和聚酯酰亞胺：由偏苯三酸酐和芳香二胺反應可以制得聚酰胺-酰亞胺，由偏苯三酸酐、氫醌和4，4’二胺二酚醚反應可以制得聚酯酰亞胺。它們都具有良好的耐熱性能、耐電絕緣性能和機械性能，在高溫下也具有較好的耐磨性能，主要用于F、H級電機的絕緣材料，如漆包線漆、浸漬漆、硅鋼片漆以及薄膜等，可在230～250 ℃下長期使用。此外還可用于制造電器元件、閥件、軸承、噴氣發動機零件等模制塑料部件。

制備醇酸樹脂：偏苯三酸酐與多元醇及二羧酸反應，可以制得性能優良的醇酸樹脂涂料。熱塑性醇酸樹脂主要用作汽車、電器用具、機械制品的底漆，也可用作廚房、家具等的表面漆，用于工業建材及常用油漆等。常溫固化樹脂則主要用于工業建材和常用油漆。

偏苯三酸酐能使環氧樹脂在短時間固化并使固化后的環氧樹脂具有優良的物化性質，是一種便宜且實用的固化劑。還可用于生產聚酯樹脂和粉末涂料，大量用于家電、自行車、鋼門、窗等裝飾性、防腐性要求高的地方。用作耐熱絕緣層壓物、合成染料、耐熱清漆、穩定劑、纖維柔軟劑、顏料、水處理劑、電影膠片和表面活性劑等。