Pentaerythritol je důležitá polyolová sloučenina obsahující čtyři hydroxylové skupiny; tato struktura propůjčuje vysokou reaktivitu a umožňuje jí reagovat s látkami, jako jsou kyseliny a aldehydy. Jednou z jeho primárních aplikací je výroba alkydových pryskyřic. Při reakci s mastnými kyselinami rostlinného oleje nebo jinými organickými kyselinami poskytuje pentaerythritol pryskyřice vyznačující se vynikající tvrdostí, leskem a odolností vůči povětrnostním vlivům, díky čemuž jsou široce používány v nátěrech, barvách a materiálech na ochranu povrchu. Ve srovnání s jinými polyoly má pentaerythritol vyšší funkčnost, což usnadňuje tvorbu těsnější zesíťované struktury.
V průmyslu nátěrových hmot slouží pentaerythritol především jako síťovací složka nebo polyolová surovina pro syntézu pryskyřice. Alkydové pryskyřice odvozené od pentaerythritolu vykazují vynikající přilnavost, odolnost vůči vodě a povětrnostním vlivům, díky čemuž jsou vhodné pro architektonické nátěry, průmyslové nátěry, povrchové úpravy dřeva a ochranné nátěry. Úpravou dávkování pentaerythritolu a jeho poměru vzhledem k jiným polyolům a dvojsytným kyselinám mohou výrobci upravit stupeň zesítění pryskyřice a konečné vlastnosti tak, aby splňovaly specifické požadavky různých nátěrových produktů.
Pentaerythritol se také používá při výrobě změkčovadel, maziv a dalších čistých chemikálií. Jeho čtyři hydroxylové skupiny umožňují esterifikační reakce s různými karboxylovými kyselinami za vzniku esterů pentaerythritolu s vlastnostmi na míru. Tyto estery nabízejí vynikající tepelnou stabilitu a mazací výkon, nacházejí uplatnění v mazivech, přísadách do plastů a některých vysoce výkonných průmyslových materiálech. Pentaerythritol navíc slouží jako meziprodukt pro syntézu dalších polyfunkčních organických sloučenin.