在石油煉制工業中，烷基化過程主要用于生產高辛烷值汽油的調合組分。例如：異丁烷用丙烯或丁烯進行烷基化，得到烷基化油，這是烷基化過程的最早應用。苯用丙烯進行烷基化生產異丙苯，開始也是作為汽油的摻合劑，是生產苯酚和丙酮的主要原料。烷基化過程主要用于生成多種重要有機產品。例如：苯用乙烯進行烷基化生產乙苯，苯用C10～C18烯烴進行烷基化生產合成洗滌劑原料高碳數烷基苯。此外，甲苯用丙烯進行烷基化得到的甲基異丙苯，經過氧化及異構化可生產間甲酚；甲苯與乙烯反應可生產乙烯基甲苯。間二甲苯經異丁基化可生產二甲苯麝香。1，2，4-三甲苯用甲醇或氯甲烷進行烷基化,可生產1，2，4，5-四甲苯。苯酚用異丁烯進行烷基化可生成叔丁基苯酚，用二異丁烯進行烷基化可生成對辛基苯酚。