Aunque es ocasionalmente utilizado como un saborizante o aditivo de perfumes, el nitrobenceno es altamente tóxico en grandes cantidades.

La reducción del nitrobenceno con hierro y ácido clorhídrico era el método más utilizado para obtener esta amina aromática.

Aparte de su conversión a anilina, el nitrobenceno se convierte fácilmente en derivados como el azobenceno,[4]​ nitrosobenceno,[5]​ y fenilhidroxilamina.

Hoy estas aplicaciones están prohibidas debido a la elevada toxicidad y el peligro que supone para el medio ambiente.

El nitrobenceno es altamente tóxico (umbral límite 5 mg/m³) y puede ser fácilmente absorbido a través de la piel, los pulmones o tras ingestión por el intestino.

El nitrobenceno es considerado como un carcinógeno por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos,[8]​ y es clasificado por la International Agency for Research on Cancer (Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer) en el Grupo 2B, como "posible carcinógeno para los humanos".