Acidul levulinic este un compus organic cu formula moleculară C5H8O3. Este ușor solubil în apă și unii solvenți organici, dar insolubil în benzină, kerosen, terebentină și tetraclorură de carbon. Aproape că nu se descompune prin distilare atmosferică, dar pierde apă și formează -lactonă nesaturată prin încălzire pe termen lung.
Acidul levulinic este un compus multifuncțional care conține grupe carbonil, hidrogen și carboxil în același timp. Este materia primă de bază pentru sintetizarea diferitelor produse chimice ușoare. Are o gamă largă de valori de utilizare în sinteza organică, industrie, agricultură și medicină. Produsul hidrogenat al acidului levulinic, -valerolactona, este un solvent de calitate superioară și poate fi utilizat ca produs intermediar pentru prepararea cauciucului sintetic, plastifianților și agenților tensioactivi rezistenți la frig. Acidul clorolevulinic poate fi utilizat ca agent antibacterian pentru apa industrială în circulație. În agricultură, sarea amină a acidului clorolevulinic poate fi folosită ca erbicid și defoliant. În medicină, medicamentele antiinflamatoare și injecțiile intravenoase pot fi preparate din acid levulinic folosind materii prime amidon, glucoză și celuloză prin hidroliză profundă. De obicei, este încălzit în prezența acidului clorhidric (sau a acidului sulfuric) sau a altor catalizatori de hidroliză pentru a genera 5-hidroximetilfurfural, apoi este descompus de 5-hidroximetilfurfural pentru a obține acid levulinic, filtrat și concentrat și apoi vacuum distilat sau extras pentru a obţine produsul finit
Poate fi utilizat ca reacție cu acid carboxilic sau ca reacție cetonică. Prin esterificare, halogenare, hidrogenare, dehidrogenare oxidativă, condensare și alte reacții chimice, pot fi obținute o varietate de produse. De exemplu, poate fi folosit ca modificator de plastic, solvent, medicament, produse chimice industriale, parfum, intermediar de pesticide, intermediar de sinteză organică, aditiv polimeric, aditiv lubrifiant, surfactant, cerneală de imprimare, aditiv pentru cauciuc, aditiv cosmetic (inclusiv șampon, articole de toaletă) , etc.