O pentaeritritol é usado principalmente na indústria de revestimentos para a fabricação de resinas alquídicas, que melhoram a dureza, o brilho e a durabilidade da película de revestimento. Também é utilizado como matéria-prima para resinas de breu necessárias para tintas, vernizes e tintas de impressão, podendo ser usado na fabricação de óleos secativos, tintas inflamáveis ​​e lubrificantes para aviação. Além disso, também é utilizado na produção de medicamentos e pesticidas. A molécula de pentaeritritol contém quatro grupos hidroximetil equivalentes e possui um alto grau de simetria, sendo frequentemente utilizada como matéria-prima para a preparação de compostos multifuncionais. Pode ser nitrado para produzir tetranitrato de pentaeritritol, que é um explosivo potente; a esterificação pode produzir triacrilato de pentaeritritol, que é usado como revestimento. Também pode ser usado como retardante de chama para adesivos e pode ser combinado com polifosfato de amônio para obter um retardante de chama intumescente. Também utilizado como agente de reticulação para poliuretano, proporcionando cadeias ramificadas no poliuretano.