A aplicación principal para este produto é o seu uso directo como precursor CVD ultrapura.
A produción de microprocesadores e chips de memoria require precursores especiais de CVD feitos a partir de pentacloruro de niobio "maior pureza".
As lámpadas halóxenas de aforro de enerxía presentan unha capa reflectante de calor feita de pentacloruro de niobio.
Na produción de condensadores de cerámica multicapa (MLCCs), o pentacloruro de niobio proporciona soporte para a optimización do deseño de po.
O proceso de sol-gel empregado para este propósito tamén se aplica na produción de revestimentos ópticos resistentes químicamente.
O pentacloruro de niobio úsase en aplicacións catalíticas.