ใช้ไทเทเนียมบิวทอกไซด์อย่างแพร่หลายเป็นสารตั้งต้นในกระบวนการโซล-เจลเพื่อผลิตชั้นเคลือบและฟิล์มบางของไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO₂) โดยชั้นเคลือบเหล่านี้ถูกนำไปใช้บนกระจก เซรามิก และโลหะ เพื่อคุณสมบัติทำความสะอาดตัวเอง ป้องกันการหมอก และคุณสมบัติโฟโตคะตะไลติก ใช้ในการสังเคราะห์นาโนวัสดุเนื่องจากความสามารถในการไฮโดรไลซ์และก่อตัวออกไซด์โครงสร้างนาโน ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา โดยเฉพาะในการแปลงสารอินทรีย์ เช่น การเอพ็อกซิเดชันและปฏิกิริยาเอสเทอร์รีฟิเคชัน ทำหน้าที่เป็นสารเชื่อมข้ามในชั้นเคลือบและกาวเพื่อปรับปรุงความต้านทานความร้อนและสารเคมี นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการผลิตโพลีเอสเตอร์และเรซิน รวมถึงการสังเคราะห์วัสดุเซรามิกส์ที่มีจุดหลอมเหลวสูง เช่น ไทเทเนียมไดออกไซด์ ซึ่งนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเคลือบผิว สารเรืองแสง และเซลล์แสงอาทิตย์ และนำไปใช้ในการผลิตเซ็นเซอร์และอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เนื่องจากคุณสมบัติทางไฟฟ้าและแสงของวัสดุ TiO₂ ที่ได้