1. 分子结构差异：甲苯的分子式为C7H8，它含有一个甲基基团连接在苯环上的一个氢原子位置。而二甲苯有三种同分异构体，分别是邻二甲苯（分子式C8H10）、间二甲苯（分子式C8H10）和对二甲苯（分子式C8H10），它们分别在苯环上的相邻位置有两个甲基基团。

2. 物理性质差异：甲苯和二甲苯在密度、沸点和溶解性方面存在细微差异。例如，甲苯的密度约为0.865 g/cm³，略低于水；而二甲苯的密度约为1.06 g/cm³，略高于水。它们的沸点也略有不同，甲苯的沸点为110.6°C，而二甲苯的沸点在138-146°C之间。

3. 化学性质差异：尽管甲苯和二甲苯都具有化学活性，它们的化学反应性有所不同。甲苯可以被氧化成为苯甲酸，而二甲苯则可以被氧化成对苯二甲酸或其他衍生物。此外，它们在催化重整和芳构化反应中也有不同的应用。

4. 应用领域：甲苯和二甲苯作为重要的有机化工原料，在多个行业中得到广泛应用。甲苯主要用于生产苯甲酸、苯甲醛等化学品，同时也用于制造染料和塑料。二甲苯则主要用于生产对苯二甲酸、间苯二甲酸等化学品，这些化学品是聚酯和塑料生产的关键原料。