Il est principalement utilisé comme antioxydant, agent phytosanitaire, résine synthétique, produit pharmaceutique, intermédiaire de pesticide et matière première d'arôme et de parfum.

Le p-tert-butylcatéchol est un produit de chimie fine important aux applications variées. Sa synthèse repose généralement sur l'alkylation du catéchol. Selon les recherches bibliographiques, cette méthode se caractérise par un temps de réaction long, une forte consommation énergétique, une corrosion importante des équipements et une pollution environnementale due à la séparation des produits. Ces caractéristiques ne répondent pas aux exigences de la production industrielle et de la chimie verte. L'hydroxylation des phénols par le peroxyde d'hydrogène présente des conditions de réaction douces, des matières premières faciles et peu coûteuses, et un respect élevé de l'environnement, ce qui répond aux exigences de la chimie verte. Parmi ces techniques, le procédé d'hydroxylation du phénol a été industrialisé et l'étude théorique de la réaction d'hydroxylation du benzène est relativement avancée. Cependant, l'hydroxylation directe du p-tert-butylphénol par le peroxyde d'hydrogène pour la préparation du p-tert-butylcatéchol a été relativement rare.