叔丁基过氧化氢的用途有多种，主要用于药物合成、醇的氧化、芳香烃的氧化、烷基化等。药物合成方面，叔丁基过氧化氢常用来将芳香族烃、烷基氢化物及羰基衍生物转变为其它活性化合物，如咪唑类、氯酮类、异丙酸类等抗菌药物，有助于提升药物在体内的吸收，改善药物的毒性和耐受性。同时，叔丁基过氧化氢还可以用来氧化醇和芳香烃，例如将乙醇转化为乙醛、环己烃转化为己烯等。此外，它还可以用来进行烷基化反应，可以将烷基硫酸盐用叔丁基过氧化氢还原成烷基硫醚。叔丁基过氧化氢还可用于制备有机合成中间体，如二聚体及香豆素家族的中间体。