Levulīnskābe ir organisks savienojums ar molekulāro formulu C5H8O3. Tas viegli šķīst ūdenī un dažos organiskos šķīdinātājos, bet nešķīst benzīnā, petrolejā, terpentīnā un tetrahlorogleklī. Atmosfēras destilācijā tas gandrīz nesadalās, bet ilgstoši karsējot, tas zaudē ūdeni un veido nepiesātinātu laktonu.
Levulīnskābe ir daudzfunkcionāls savienojums, kas vienlaikus satur karbonilgrupas, -ūdeņraža un karboksilgrupas. Tā ir pamata izejviela dažādu vieglo ķīmisko produktu sintezēšanai. Tam ir plašs pielietojuma klāsts organiskajā sintēzē, rūpniecībā, lauksaimniecībā un medicīnā. Levulīnskābes hidrogenētais produkts -valerolaktons ir augstas kvalitātes šķīdinātājs, un to var izmantot kā starpproduktu sintētiskā kaučuka, aukstumizturīgo plastifikatoru un virsmaktīvo vielu pagatavošanai. Hlorolevulīnskābi var izmantot kā antibakteriālu līdzekli rūpnieciskajā cirkulācijas ūdenī. Lauksaimniecībā hlorolevulīnskābes amīnu sāli var izmantot kā herbicīdu un defoliantu. Medicīnā no levulīnskābes var pagatavot pretiekaisuma līdzekļus un intravenozas injekcijas, izmantojot cietes, glikozes un celulozes izejvielas dziļās hidrolīzes ceļā. Parasti to karsē sālsskābes (vai sērskābes) vai citu hidrolīzes katalizatoru klātbūtnē, lai iegūtu 5-hidroksimetilfurfurolu, pēc tam sadala ar 5-hidroksimetilfurfurolu, lai iegūtu levulīnskābi, filtrē un koncentrējas, un pēc tam vakuumā. destilēts vai ekstrahēts, lai iegūtu gatavo produktu
To var izmantot kā karbonskābes reakciju vai ketonu reakciju. Izmantojot esterificēšanu, halogenēšanu, hidrogenēšanu, oksidatīvo dehidrogenēšanu, kondensāciju un citas ķīmiskas reakcijas, var iegūt dažādus produktus. Piemēram, to var izmantot kā plastmasas modifikatoru, šķīdinātāju, zāles, rūpnieciskās ķīmiskās vielas, smaržvielas, pesticīdu starpproduktu, organiskās sintēzes starpproduktu, polimēru piedevu, smērvielu piedevu, virsmaktīvās vielas, apdrukas tinti, gumijas piedevu, kosmētikas piedevu (tostarp šampūnu, tualetes piederumus) utt.