1860年，美国人C.G.威廉斯把天然橡胶和杜仲杆裂解首次得到异戊二烯。第二次世界大战期间德国以松节油为原料生产异戊二烯。20世纪60年代初，异戊二烯定向聚合生产聚异戊橡胶研制成功，促进了异戊二烯的生产。70年代乙烯工业的发展及装置大型化，为异戊二烯生产提供了丰富的原料C₅馏分。

无色刺激性液体。熔点-120℃，沸点34℃，不溶于水，溶于苯，易溶于乙醇和乙醚。异戊二烯是石油裂解副产碳五馏分（C₅馏分）的重要组分，在贮藏过程中易发生氧化和聚合，常加入少量稳定剂如对苯二酚等，是合成橡胶的重要单体。

异戊二烯主要是通过裂解C₅馏分分离、异戊烷及异戊烯脱氢制得，另外还可采用异丁烯-甲醛法、丙烯二聚法、乙炔-丙酮法来合成。

裂解C₅馏分是蒸汽裂解制乙烯的副产物，其组成复杂，含有烷烃、烯烃、二烯烃和炔烃及各种异构体。通常采取萃取精馏从裂解C₅馏分中分离出高纯度异戊二烯，包括乙腈法、N,N-二甲基甲酰胺法、N-甲基吡咯烷酮法等。萃取精馏的生产工艺首先采用加热二聚的方法分出环戊二烯（环戊二烯易二聚成双环戊二烯，在高温下又可解聚成环戊二烯），然后采用溶剂萃取精馏分离出烷烃及烯烃，再经二次萃取蒸馏、精密精馏或化学处理分离出其他C₅二烯烃及少量炔烃，得到高纯度的异戊二烯产品。

裂解C₅馏分分离主要是萃取精馏，萃取蒸馏工业方法有乙腈法、N,N-二甲基甲酰胺法、N-甲基吡咯烷酮法等。也可采用共沸精馏从裂解C₅馏分中分离出异戊二烯，得到的产品是含异戊二烯约72%、正戊烷28%的共沸混合物（正戊烷为共沸剂）。此法只适用于C₅馏分中含正戊烷较多的情况，且正戊烷不影响其异戊二烯再加工的情况，如以正戊烷为溶剂的异戊二烯橡胶生产等。

苏联生产异戊二烯的主要方法，包括两步脱氢法和一步脱氢法。两步脱氢法中，异戊烷首先在流化床反应器中脱氢生成异戊烯；异戊烯在固定床反应器中再次脱氢生成异戊二烯，脱氢产物经二甲基甲酰胺萃取精馏得到聚合级异戊二烯。两步脱氢过程均为可逆吸热反应，受热力学平衡限制，在高温（500～600℃）和催化剂存在条件下进行。一步脱氢法制备异戊二烯的典型工艺是胡德利真空脱氢工艺，采用铝-铬催化剂，多个并联的固定床反应器实现异戊烷一步脱氢生产异戊二烯（见轻烃脱氢技术）。

生产过程分为两步，异丁烯和甲醛在酸性催化剂存在下缩合成4,4-二甲基-1,3-二氧六环；缩合物在固体磷酸钙催化剂存在下，于250～280℃用蒸汽稀释热分解成异戊二烯。此法原料来源广泛，反应条件缓和，但副产物（主要为间戊二烯）较多，产品成本较高。

过程包括丙烯催化二聚成2-甲基-1-戊烯，2-甲基-1-戊烯异构成2-甲基-2-戊烯，后者再脱甲基生成异戊二烯三个过程。在丙烯来源丰富、价格便宜的地区采用此法。

过程由三步组成：乙炔与丙酮合成炔醇，炔醇选择加氢合成烯醇和烯醇脱水生成异戊二烯。此法的优点是三步反应的转化率及选择性均较高，异戊二烯纯度高。但是乙炔价格高，只适合在乙炔来源丰富的地区使用。

异戊二烯主要用于合成高分子化合物，包括异戊橡胶、丁基橡胶、负型光刻胶原胶、异戊二烯与苯乙烯嵌段共聚物等；也可用于合成柠檬醛、香茅醇、芳樟醇、里那醇、角鲨烷等香料，药品、农药等中间体。