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1,3-丁二烯简称丁二烯，无色气体，有特殊气味。稍溶于水，溶于乙醇、甲醇，易溶于丙酮、乙醚、氯仿等，一种重要的化工原料，可作为单体用于制造合成橡胶（丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶）。
当这个词丁二烯被使用的情况下，大多数时候是指1,3 - 丁二烯。这个名称丁二烯还可以指同分异构体：1,2-丁二烯，它是一个累积二烯烃。然而，这种丁二烯难以制备，并且没有工业价值。
制法主要有丁烷和丁烯脱氢，或由碳四馏分分离而得。有麻醉性，特别刺激粘膜，易液化。临界温度161.8，临界压力4.26兆帕。与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限2.16～11.47%（体积）。
丁二烯是无色有微弱芳香气味的无色易液化气体，难溶于水，可溶于醇、醚、丙酮、苯等有机溶剂。在氧气存在下容易发生聚合。
1,3-丁二烯分子中的碳-碳单键可以自由旋转，但无顺式和反式异构体。丁二烯还有另一种异构体：1,2-丁二烯，它是一个累积二烯烃，与1,3-丁二烯相比非常不稳定。
1,3丁二烯的双键比一般的C=C双键长一些，单键比一般的C-C单键短些，并且C-H键的键长比丁烷中要短。这正是1,3-丁二烯分子中发生了键的平均化的结果。这种存在于共轭体系中表现出来的原子间的互相影响，叫做共轭效应。由于C与C之间存在Σ键和π键，并且起到共轭效应的是π键，因此我们也称1,3-丁二烯的共轭效应为派派共轭。由于共轭效应，π键电子成为一种离域电子，在分子轨道上运动，而不再局限于两个碳原子之间。
丁二烯是狄尔斯-阿尔德反应常用的双烯体之一，它与缺电子亲双烯体发生狄尔斯-阿尔德反应，可以制取蒽醌、四氢苯酐、丁烷四羧酸、六氢苯二甲酸酐等很多化工产品。丁二烯也可以与二氧化硫发生螯变反应，然后加氢生成工业溶剂环丁砜。
当把丁二烯通入溴水，起加成反应时，除了生成溴直接和双键加成生成的1-二溴丁烯外，还生成2-二溴丁烯——在加成时，两个双键中比较活泼的键一起断裂，同时生成新的双键。如果丁二烯通入得较慢，而且溴水又多又浓，最后会生成1，1，3，3-四溴丁烷。
丁二烯的工业生产方法有：
从C4烃提取
此法目前应用于美国、西欧和日本。乙烯装置副产C4抽提（脂肪烃于900°C以上发生水蒸气裂解制取乙烯和其他烯烃时的副产品）。此法正逐步替代其他方法，成为制取丁二烯的主要方法。生成的丁二烯可通过乙腈或二甲基甲酰胺等极性非质子溶剂萃取出来，并蒸馏提纯。
从正丁烷的脱氢
通过丁烷或丁烯催化脱氢生产。首个用此丁烷脱氢法生产丁二烯的工厂于1957年建于美国休斯顿，年产65000吨丁二烯。此法正被逐步淘汰。
从乙醇
400-450°C下，两分子乙醇在金属氧化物催化下生成丁二烯、氢气和水。[2][3]此法多应用于东欧、中国和印度，目前正被乙烯法所替代。
2CH3CH2OH → CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2
乙醇先被氧化为乙醛，然后乙醛和乙醇在325-350°C和催化下反应生成丁二烯和水。此法目前仍在中国和印度使用。
CH3CH2OH + CH3CHO → CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O
上游
C4抽余油、C4馏分、氮气、甲苯、甲苯、轻柴油、石脑油、乙腈
下游
1,5,9-环十二碳三烯、环丁砜、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-甲基丙烯酸共聚物、ABS树脂、低分子聚丁二烯(1,2-LPB)、端羟基聚丁二烯、水泥胶乳、丁苯橡胶(1500型)、丁苯橡胶(1502型)、丁苯橡胶(1712型)、丁苯橡胶、丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳、丁苯热塑橡胶
