La principale application de ce produit est son utilisation directe comme précurseur ultrapur de CVD.
La production de microprocesseurs et de puces mémoire nécessite des précurseurs CVD spéciaux à base de pentachlorure de niobium de « plus haute pureté ».
Les lampes halogènes à économie d'énergie comportent une couche réfléchissant la chaleur en pentachlorure de niobium.
Dans la production de condensateurs céramiques multicouches (MLCC), le pentachlorure de niobium contribue à l'optimisation de la conception des poudres.
Le procédé sol-gel utilisé à cet effet est également appliqué à la production de revêtements optiques chimiquement résistants.
Le pentachlorure de niobium est utilisé dans les applications catalytiques.
