La principale applicazione per questo prodotto è il suo utilizzo diretto come precursore CVD ultrapure.
La produzione di microprocessori e chip di memoria richiede speciali precursori di CVD realizzati con pentacloruro di niobio "più alta purezza".
Le lampade alogene di risparmio energetico presentano uno strato che riflette il calore fatto di pentacloruro di niobio.
Nella produzione di condensatori ceramici multistrato (MLCC), il pentacloruro di Niobium fornisce supporto per l'ottimizzazione del design delle polveri.
Il processo di sol-gel utilizzato a tale scopo viene applicato anche nella produzione di rivestimenti ottici chimicamente resistenti.
Il pentacloruro di niobio viene utilizzato nelle applicazioni catalitiche.