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间对混合甲酚是以间甲酚、对甲酚为主体的同分异构体混合物，分子结构均含有酚羟基与苯环甲基，二者化学行为整体相近，但间甲酚苯环亲电反应活性更强，因此混合物整体化学特性受组分占比影响，同时少量邻甲酚、苯酚、二甲酚杂质也会带来微弱的性能波动。其核心化学反应主要围绕酚羟基官能团以及被活化的苯环展开，可发生酸碱成盐、氧化、取代、缩合、烷基化等多种反应，在精细化工合成中作为关键中间体使用。
酚羟基的弱酸性是该物质最基础的化学特征，酚羟基上氢原子具备解离能力，整体pKa约10.3，酸性弱于羧酸，强于醇类。可与氢氧化钠、氢氧化钾等强碱发生中和反应，生成水溶性甲酚盐，这也是工业上酚类碱洗提纯工艺的原理。生成的甲酚盐溶于水相，经酸化处理后，间对混合甲酚可以重新析出。该物质不与弱碱碳酸氢钠发生反应，利用这一点可以将酚类与羧酸类物质实现分离。酚羟基也可以发生酯化反应，在合适催化剂条件下和酸酐、酰氯生成酚酯产物，酚酯稳定性低于醇酯，遇酸碱环境容易水解复原。
氧化反应是间对混合甲酚储运与加工过程中需要重点关注的化学变化。在常温条件下，接触空气、光照即可缓慢氧化，生成醌类、低分子聚合物，物料颜色由浅黄逐步变为红褐，体系粘度上升，伴随树脂状沉淀生成。温度升高、金属离子存在会显著加速氧化进程。遇到强氧化剂，比如浓硝酸、高锰酸钾、重铬酸盐等，氧化程度进一步加深，苯环可被破坏开环，生成羧酸类小分子产物。在工业储存中，一般采用避光、密封、充氮气隔绝氧气的方式，抑制氧化副反应，避免原料变质影响下游产品色度。
苯环由于酚羟基的给电子活化效应，具备很高的亲电取代反应活性，可完成磺化、硝化、卤代等一系列反应。进行磺化反应时，不同温度条件下可以得到不同位置的甲酚磺酸产物；硝化反应条件需要严格控制，容易生成多硝基甲酚，这类衍生物毒性高，部分属于爆炸敏感物质，工艺操作需要严格管控反应温度与投料配比。卤代反应可以在苯环邻对位引入卤素原子，是制备农药、医药中间体的重要路径。间甲酚的反应活性高于对甲酚，混合体系参与反应时，间甲酚会优先发生转化，会造成产物组分随原料异构体比例变化。
间对混合甲酚可以和醛类发生缩聚反应，是制备酚醛树脂的重要单体。在酸性或者碱性催化剂条件下，与甲醛发生缩合，生成线性或者体型酚醛树脂。酚羟基邻对位氢参与交联，反应程度受温度、催化剂类型、物料配比调控，工业上用于生产胶粘剂、绝缘树脂材料。除甲醛之外，也可与其他醛类发生缩合，得到不同性能的缩合产物。
烷基化反应也是该原料重要的应用化学反应，在酸性催化剂作用下，可与烯烃、卤代烷烃发生苯环烷基化，在苯环上引入烷基侧链，生产抗氧剂、橡胶助剂中间体。不同反应温度、催化剂体系，会改变烷基取代位点，得到不同结构的烷基甲酚产品，这也是大量商用酚类抗氧剂的合成路线。
甲基侧链在强氧化条件下也可以发生氧化，甲基被氧化为醛基、羧基，生成羟基苯甲酸类衍生物，但该反应条件苛刻，普通常温工况下甲基化学性质稳定，不易被氧化。同时该物质可以和多种金属离子发生络合，酚羟基氧作为配位位点，与部分重金属形成有色酚盐络合物，这也是物料遇到铁离子容易显色的原因。
在稳定性方面，纯净间对混合甲酚常温密闭环境下化学性质相对稳定，但不能与强氧化剂、强酸强碱混存。遇强碱性条件成盐属于可逆反应；高温密闭环境若无氧气参与，不会轻易分解，但高温接触空气氧化速度会急剧加快。在实际工业应用中，氧化变色、苯环亲电取代、醛类缩合、碱中成盐是最常接触的几类化学反应，工艺设计需要充分考虑异构体活性差异以及金属离子催化氧化带来的副反应风险。