Các ngành công nghiệp có thể sử dụng đá phiến dầu để làm nhiên liệu chạy các nhà máy nhiệt điện, đốt nó (giống như đốt than) để làm quay các tuốc bin hơi nước; một vài nhà máy kiểu này sử dụng nhiệt để sưởi khu vực nhà dân và trung tâm thương mại. Các nhà máy năng lượng đá phiến dầu cỡ lớn ở Estonia có công suất lắp đặt đạt 2.967 megawatt (MW), ở Israel là 12,5 MW, Trung Quốc là 12 MW, và Đức là 9,9 MW.[20][51]

Thêm vào đó ngoài việc sử dụng làm nhiên liệu, đá phiến dầu cũng có thể dùng để xản suất sợi cacbon chuyên dụng, cacbon hấp phụ, cacbon đen, phenol, nhựa, keo, các chất thuộc da, mát tít, bitum đường, xi măng, gạch, đá khối dùng trang trí và trong xây dựng, chất bổ sung vào đất, phân bón, sợi cách nhiệt (cách âm), thủy tinh, dược phẩm.[38] Tuy vậy, đá phiến dầu sử dụng để xản suất các sản phẩm này thì rất ít, hoặc chỉ ở giai đoạn thí nghiệm.[2][6] Một số mỏ đá phiến dầu chứa lưu huỳnh, amoniac, nhôm, tro soda Na2 CO3, urani, và nahcolit (NaHCO3) là các sản phẩm chiết tách từ đá phiến dầu. Giữa năm 1946 và 1952, loại đá phiến sét có nguồn gốc biển Dictyonema dùng để tách urani được sản xuất ở Sillamäe, Estonia, và giữa năm 1950 và 1989 khí từ đá phiến dầu tổng hợp Thụy Điển sử dụng đá phiến sét phèn cho mục đích tương tự.[6] Khí tổng hợp được sử dụng để thay thế khí thiên nhiên, nhưng năm 2008, việc sản xuất khí này để sử dụng giống như khí thiên nhiên không thể thực hiện được nữa vì lý do kinh tế.[52][53]

Dầu chiết tách từ đá phiến dầu không thể thay thế những đặc tính ứng dụng của dầu thô một cách trực tiếp vì nó chứa hàm lượng olefin, ôxy và nitơ cao hơn dầu thô truyền thống.[4] Một vài loại đá phiến dầu có thể có hàm lượng lưu huỳnh hoặc asen cao hơn. Khi so sánh với dầu thô ngọt nhẹ Texas (West Texas Intermediate), tiêu chuẩn benchmark áp dụng cho dầu thô cho thị trường tương lai, hàm lượng lưu huỳnh trong đá phiến dầu sông Green biến động từ gần 0% đến 4,9% (trung bình 0,76%), trong khi đó hàm lượng này ở West Texas Intermediate cao nhất là 0,42%.[54] Hàm lượng lưu huỳnh trong đá phiến dầu của Jordan có thể lên tới 9,5%.[55]Ví dụ, hàm lượng asen sẽ là trở ngại đối với đá phiến dầu sông Green vì hàm lượng này càng cao cũng có nghĩa là dầu phải trải qua các công đoạn nâng cấp chất lượng (xử lý hiđrô) trước khi đưa vào nhà máy lọc dầu.[17]Các quá trình chưng cất trên mặt đất thường hướng đến các mỏ đá phiến dầu có chỉ số API thấp hơn các quá trình xử lý tại hiện trường. Đá phiến dầu tốt nhất là dùng để chưng cất ra các sản phẩm trung bình như kerosen, nhiên liệu động cơ, và diesel. Nhu cầu thế giới về các sản phẩm chưng cất này, đặc biệt dùng làm nhiên liệu diesel, tăng nhanh chóng trong thập niên 1990 và 2000.[4][56] Tuy nhiên, các quá trình chưng cất thích hợp tương tự như cracking hiđrô có thể chuyển đá phiến dầu thành các hydrocacbon nhẹ như xăng.[4]