膨润土具有良好的物理化学性能，在国际上享有 “万粘土”的美誉，主要用于铸造砂、钻井泥浆、铁矿球团、土木建筑工程及动物和家禽饲料等，可做净化脱色剂、粘结剂、触变剂、悬浮剂、稳定剂、充填料、催化剂等，广泛用于农业、轻工业及化妆品、药品等领域，是一种用途广泛的天然矿物材料。
膨润土用于污水处理。膨润土的吸附性和干燥性在生产膨润土猫砂时得以充分应用，使得膨润土猫砂有一定的去味能力，和足够的吸水性并能在吸收宠物尿液后形成有一定强度的块体，便于清理。
膨润土应用于铸造主要作为型砂粘结剂使用。对于高压造型、钢铸件及精密铸件，由于要求熔点高，耐用性好，通常选用钠基膨润土，而轻型铸件多采用钙基膨润土。