O principal aplicativo para este produto é seu uso direto como um precursor Ultrapure CVD.
A produção de microprocessadores e chips de memória requer precursores especiais de CVD feitos a partir de pentacloreto de nióbio "mais alta pureza".
Lâmpadas de halogênio economizador de energia apresentam uma camada refletora de calor feita de pentacloreto de nióbio.
Na produção de capacitores de cerâmica de várias camadas (MLCCs), o pentacloreto de nióbio fornece suporte à otimização do projeto em pó.
O processo sol-gel usado para esse fim também é aplicado na produção de revestimentos ópticos quimicamente resistentes.
O pentacloreto de nióbio é usado em aplicações catalíticas.