PTA 绝大部分用于生产最重要的聚酯──聚对苯二甲酸乙二酯。1963年以前由于PTA不易精制，故全部产品均先制成对苯二甲酸二甲酯，精制分离杂质后，与乙二醇在釜式(间歇操作)、塔式(连续操作)反应器中进行酯交换反应，制得对苯二甲酸乙二酯及其低聚物的混合物，再经缩聚生产聚对苯二甲酸乙二酯。1963年，PTA精制方法实现工业化，特别是1965年阿莫科化学品公司的精制法成功，更多地采用PTA在一个或多个串联釜式反应器中与乙二醇直接酯化的方法。直接酯化对反应器要求较高，但可省去对苯二甲酸二甲酯的制造及甲醇的回收过程，产品质量也较高。直接酯化法由于有上述优点，发展很快，在70年代精PTA产量已逐步接近对苯二甲酸二甲酯的产量。PTA还可通过与环氧乙烷反应生成对苯二甲酸乙二酯，这种路线不但省去环氧乙烷水合制乙二醇的生产步骤，而且反应产物中低聚物很少。同时对苯二甲酸乙二酯能溶于水，易于进行结晶精制。因此，用粗PTA制粗对苯二甲酸乙二酯，精制后再生产聚对苯二甲酸乙二酯，就可避开较困难的粗PTA的精制过程。有许多公司对此法进行了研究和开发。
对苯二甲酸的应用比较集中，世界上90%以上的对苯二甲酸用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯，对苯二甲酸的另一个重要应用是生产增塑剂，其中包括两类:第一类是对苯二甲酸二辛酯(DOTP)，它是由对苯二甲酸与工业辛醇(2-乙基己醇)发生酯化反应的产物，是一种高闪点、高比电阻率的高品质增塑剂，特别适用于耐热和绝缘要求高的电缆料的生产;第二是聚酯型增塑剂，是对苯二甲酸与多元醇(如二甘醇、三甘醇、甘油、丙二醇、丁二醇等)发生酯化缩聚反应的产物，其相对分子质量一般在1000-4000之间(作为增塑剂的聚酯其相对分子质量比应用于化纤和塑料包装的聚酯要小很多)。
