乙烯是一種重要的有機化工基本原料，主要用於生產聚乙烯、乙丙橡膠、聚氯乙烯等。在石油化工中，乙烯是最基本原料之一，用於合成材料如聚乙烯、氯乙烯及聚氯乙烯、乙苯、苯乙烯及聚苯乙烯以及乙丙橡膠等。在有機合成方面，乙烯廣泛用於合成乙醇、環氧乙烷及乙二醇、乙醛、乙酸、丙醛、丙酸及其衍生物等多種基本有機合成原料。
乙烯也是一種植物激素，能夠促進果實成熟，許多果實如香蕉、蘋果、番茄、芒果等，當果實長到一定大小開始成熟時，果實的色、香、味發生變化，達到食用品質狀態，這與果實內乙烯生成急劇上升有關。乙烯還能促進鳳梨開花，增加瓜類雌花的形成率，促進器官脫落，促進次生物(如橡膠等)排泌，抑制大多數植物莖的伸長生長，促進橫向生長等多種生理作用。
在工業製成品方面，合成纖維、合成橡膠以及合成塑膠均需要用到乙烯。乙烯可以擠出、注射、模塑、吹塑和熔紡等方法成型，在中國廣泛套用於工業、農業、包裝及日常工業中，薄膜是其的用戶，約消耗低密度聚乙烯的77%，高密度聚乙烯的18%。另外，注塑製品、電線電纜、中空製品等都在其消費結構中占有較大的比例，在塑膠工業中占有舉足輕重的地位。
在實驗室中，乙烯可以通過乙醇脫水製備。在農業中，乙烯可用作植物生長調節劑和催熟劑。乙烯在常溫下是氣體，但在田間套用有困難，人們已合成了多種乙烯釋放劑，如2-氯乙基膦酸(即乙烯利)，是廣泛套用的一種。