Il basilico deve essere utilizzato fresco e aggiunto alle pietanze all'ultimo momento. La cottura ne attenua velocemente il sapore fino a neutralizzarlo, lasciando poco del suo profumo. Quando essiccato, perde completamente il suo sapore lasciando un debole profumo di fieno. Lo si può pestare in un mortaio per rompere le cellule che contengono l'olio essenziale, liberandone l'aroma. In frigorifero si può conservare per qualche giorno, avvolto in un canovaccio da cucina. Le foglie congelate conservano, invece, il sapore per diversi mesi.
Il basilico è difficile da abbinare ad altre erbe aromatiche come il prezzemolo, il timo e il rosmarino.
Insieme a formaggio, pinoli, aglio e olio di oliva, è l'ingrediente base del pesto genovese, la salsa tipica della cucina ligure.
Si usa per le insalate, con pomodori maturi, le zucchine, l'aglio, i frutti di mare, il pesce (triglia), le uova strapazzate, il pollo, il coniglio, l'anatra, le insalate di riso, le zuppe, la pasta e per le salse di pomodoro.
Nella cucina asiatica, specialmente a Taiwan, si usa frequentemente nelle zuppe. Le foglie intere accompagnano il pollo fritto o vengono usate per insaporire latte e creme.
Il suo olio essenziale è utilizzato per la preparazione di profumi e liquori; dalla distillazione della pianta fresca si ottiene un'essenza contenente eucaliptolo ed eugenolo.
