ใช้ไทเทเนียมบิวทอกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการผลิตสารเคมีหลายชนิด โดยเฉพาะในปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันและการโพลิเมอไรเซชัน มักใช้ในอุตสาหกรรมเคลือบผิวและสี เพราะสามารถสร้างฟิล์มบางที่ทนต่อความร้อนและความชื้นได้ดี นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์วัสดุเซรามิกส์และนาโนพาร์ติเคิลที่มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น ไทเทเนียมไดออกไซด์ ซึ่งนำไปใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ ตัวกรองแสง UV และวัสดุที่ต้องการพื้นผิวที่มีปฏิกิริยากับแสง