Viene impiegato principalmente nella produzione di polimeri e copolimeri quali il cis-Poliisoprene, utilizzato per la fabbricazione di pneumatici per veicoli. Viene inoltre utilizzato per la fabbricazione di polimeri a blocchi contenenti stirene (polimeri stirene-isoprene-stirene o SIS), che sono usati come gomme termoplastiche oppure come adesivi termoindurenti. L'isoprene viene inoltre impiegato per ottenere gomma butilica, impiegata per la costruzione di tubi flessibili e pneumatici. Viene inoltre convertito in terpeni, largamente usati per aromi e profumi.