El amargor del compuesto guía la mayoría de las aplicaciones del denatonium. El benzoato de denatonio se utiliza para desnaturalizar el etanol de manera que no se trate como una bebida alcohólica con respecto a los impuestos y las restricciones de venta. Una designación en particular, SD-40B, indica que el etanol ha sido desnaturalizado utilizando benzoato de denatonio.

El denatonio se incluye comúnmente en los medicamentos placebo utilizados en los ensayos clínicos para imitar el sabor amargo de ciertos medicamentos.

El denatonio también desalienta el consumo de alcoholes perjudiciales como el metanol, y de aditivos como el etilenglicol. El denatonio se utiliza en el alcohol para fricciones como ingrediente inactivo. También se añade a muchos tipos de líquidos nocivos, como los disolventes (como el quitaesmalte), las pinturas, los barnices, los artículos de tocador y otros artículos de cuidado personal, el esmalte especial para evitar morderse las uñas y otros productos domésticos. También se añade a productos en aerosol menos peligrosos (como los plumeros de gas) para desalentar el abuso de inhalación de los vapores volátiles.

En 1995, el estado estadounidense de Oregón exigió que se añadiera benzoato de denatonio a los productos que contienen etilenglicol y metanol de sabor dulce, como el anticongelante y el líquido limpiaparabrisas, para evitar intoxicaciones de niños y animales. En diciembre de 2012, los fabricantes estadounidenses acordaron voluntariamente añadir benzoato de denatonio a los anticongelantes vendidos en todo el país.

Se sabe que los animales tienen diferentes sensibilidades a los efectos del denatonio. Se utiliza en algunos repelentes de animales (especialmente para mamíferos grandes como los ciervos). Se ha utilizado para salvaguardar los venenos para ratas del consumo humano, ya que los humanos son capaces de detectar el denatonio en concentraciones mucho más bajas que los roedores.

El sabor repulsivo del denatonio puede utilizarse como elemento disuasorio en productos no diseñados para el consumo, y/o que son dañinos al consumirlos. Famosamente, las tarjetas de juego de la Nintendo Switch están recubiertas de benzoato de denatonio para evitar que los niños pequeños las consuman.