En realidad se trata de **dos estilos de programación**, uno es el llamado estilo procedural (más antiguo, si se quiere), y el otro es el estilo orientado a objetos.

El Manual de PHP lo explica [aquí][1].

No se trata de saber **cuándo usar uno u otro**, sino de decidirte por uno o por otro. Yo te recomendaría que uses el estilo orientado a objetos.

Explicación del Manual:

La extensión mysqli ofrece una interfaz dual. Soporta el paradigma de programación procedimental y el orientado a objetos.

## La interfaz procedimental

Los usuarios que migren desde la extensión mysql antigua pueden preferir la interfaz procedimental. Esta interfaz es similar a la de la extensión antigua de mysql. En la mayoría de los casos, los nombres de funciones difieren únicamente por el prefijo. Algunas funciones de mysqli toman como primer argumento un gestor de conexión, mientras que las funciones similares de la antigua interfaz de mysql lo toman como el último argumento opcional.


## La interfaz orientada a objetos

Además de la clásica interfaz procedimental, los usuarios pueden optar por usar la interfaz orientada a objetos. La documentación está organizada según la interfaz orientada a objetos. Esta interfaz muestra las funciones agrupadas por su propósito, haciendo más fácil los comienzos. La sección de referencia proporciona ejemplos para ambas variantes de sintaxis.

No existen diferencias significativas de rendimiento entre las dos interfaces. Los usuarios pueden basar su elección en sus preferencias personales.

## Mezclar estilos

Es posible cambiar entre los estilos en cualquier momento. **No se recomienda mezclar los dos estilos por razones de claridad y estilo de código**.

## Recomendación final

Si te decides por usar MySQLi, recomendaría usar el estilo orientado a objetos. Aunque yo en lo particular, para manejos de Base de Datos prefiero [la clase PDO][2], porque es más poderoso y permite operar con más simplicidad sobre los datos.


  [1]: http://php.net/manual/es/mysqli.quickstart.dual-interface.php
  [2]: http://php.net/manual/es/class.pdo.php