環氧乙烷是一種有毒的致癌物質，以前被用來制造殺菌劑。環氧乙烷易燃易爆，不易長途運輸，因此有強烈的地域性。被廣泛地應用于洗滌，制藥，印染等行業。在化工相關產業可作為清潔劑的起始劑。

環氧乙烷有殺菌作用，對金屬不腐蝕，無殘留氣味，可殺滅細菌(及其內抱子)、霉菌及真菌，因此可用于消毒一些不能耐受高溫消毒的物品以及材料的氣體殺菌劑。美國化學家Lloyd Hall在1938年取得以環氧乙烷消毒法保存香料的專利，該方法直到今天仍有人使用。環氧乙烷也被廣泛用于消毒醫療用品諸如繃帶、縫線及手術器具。

主要 用于制造其他各種溶劑(如溶纖劑等),稀釋劑,非離子型表面活性劑,合成洗滌劑、抗凍劑、消毒劑、增韌劑和增塑劑等。與纖維素發生輕乙基化可合成得水溶性樹脂(其環氧乙烷含量約75%)。還可用作熏蒸劑、涂料增稠劑、乳化劑、膠黏劑和紙張上漿劑等通常采用環氧乙烷-二氧化碳(兩者之比為90: 10)或環氧烷-二氯二氟甲烷的混合物，主要用于醫院和精密儀器的消毒。環氧乙烷用熏蒸劑常用于糧食、食物的保藏。例如，千蛋粉的貯藏中常因受細菌的作用而分解，用環氧乙烷熏蒸處理，可防止變質，而蛋粉的化學成分，包括氨基酸等都不受影響。

環氧乙烷易與酸作用，因此可作為抗酸劑添加于某些物質中，從而降低這些物質的酸度或者使用其長期不產生酸性。例如，在生產氯化丁基橡膠時，異丁烯與異戊二烯共聚物的溶液在氯化前如果加入環氧了烷，則成品即可完全不用堿洗和水洗.由于環氧乙烷易燃及在空氣中有廣闊的爆炸濃度范圍，它有時被用作燃料氣化爆彈的燃料成份環氧乙烷自動分解時能產生巨大能量，可以作為火箭和噴氣推進器的動力，一般是采用硝基甲烷和環氧乙烷的混合物(60:40-95: 5) 。這種混合燃料燃燒性能好，凝固點低，性質比較穩定，不易引爆。總的來說，環氧乙烷的上述這等直接用途消費量很少，環氧乙烷作為乙烯工業行生物僅次于聚乙烯，為第二位的重要產品。其重要性主要是以其為原料生產的系列產品。由環氧乙烷行生的下游產品的種類遠比各種乙烯行生物多。環氧乙烷的毒性為乙二醇的27倍，與氨的毒性相仿。在體內形成甲醛、乙二醇和乙二酸，對中樞神經系統起麻醉作用，對粘膜有刺激作用，對細胞原漿有毒害作用。

大部分的環氧乙烷被用于制造其它化學品，主要是乙二醇。乙二醇主要的最終用途是生產聚醋聚合物，也被用作汽車冷卻劑及防凍劑。其次用于生產乙氧基化合物、乙醇胺、乙二醇醚、亞乙基胺甘醇、三甘醇、多甘醇、輕乙基纖維素、氯化膽堿、乙二醛、乙烯碳酸酷等下游產品。
      環氧乙烷主要用于制造乙二醇(制滌綸纖維原料)、合成洗滌劑、非離子表面活性劑、抗凍劑、乳化劑以及縮乙二醇類產品，也用于生產增塑劑、潤滑劑、橡膠和塑料等。廣泛應用于洗染、電子、醫藥、農藥、紡織、造紙、汽車、石油開采與煉制等眾多領域

環氧乙烷是重要的有機合成原料之一。用于制造乙二醇、合成洗滌劑、乳化劑、非離子型表面活性劑、抗凍劑、增塑劑、潤滑劑、殺蟲劑以及用作倉庫重蒸劑。 環氧乙烷是廣譜、高效的氣體殺菌消毒劑。對消毒物品的穿透力強，可達到物品深部，可以殺滅數病原微生物，包括細菌繁殖體、芽抱、病毒和真菌。氣體和液體均有較強殺微生物作用，以氣體作用強，故多用其氣體。在醫學消毒和工業滅菌上用途廣泛。常用于食料、紡織物及其他方法不能消毒的對熱不穩定的藥品和外科器材等進行氣體熏蒸消毒，如皮革、棉制品、化纖織物、精密儀器、生物制品、紙張、書籍、文件、某些藥物、橡皮制品等