在有充足的空气供应的情况下，丁烷燃烧时会产生二氧化碳和水蒸气：
如果空气供应不足，会产生水蒸气和碳（炭黑）或一氧化碳。
丁烷是石油裂化反应的产品之一。作为一种石油产品，正丁烷的日常用途包括家用液化石油气，亦用于打火机和可携式丁烷气炉中作燃料。
正丁烷是杜邦法合成马来酸酐的原料，此反应的催化剂是焦磷酸钒酰（(VO)2(P2O7)）。
此外，丁烷还可以用来合成丁烯、二硫化碳等。
正丁烷通过自由基取代反应生成各种氯代丁烷。取代时，两种氢原子的取代速率不同，这是因为两种C-H键键能不同，归根结底是因为生成的两种自由基稳定性不同。在2-位取代生成的仲丁基自由基较稳定，因此该种氢较易被取代。
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