L'acido levulinico è un composto organico con la formula molecolare C5H8O3. È facilmente solubile in acqua e in alcuni solventi organici, ma insolubile in benzina, cherosene, trementina e tetracloruro di carbonio. Non viene quasi decomposto mediante distillazione atmosferica, ma perde acqua e forma lattone insaturo mediante riscaldamento a lungo termine.
L'acido levulinico è un composto multifunzionale contenente contemporaneamente gruppi carbonilico, -idrogeno e carbossilico. È la materia prima di base per la sintesi di vari prodotti chimici leggeri. Ha una vasta gamma di valori d'uso nella sintesi organica, nell'industria, nell'agricoltura e nella medicina. Il prodotto idrogenato dell'acido levulinico, -valerolattone, è un solvente di alta qualità e può essere utilizzato come prodotto intermedio per la preparazione di gomma sintetica, plastificanti resistenti al freddo e tensioattivi. L'acido clorolevulinico può essere utilizzato come agente antibatterico per l'acqua circolante industriale. In agricoltura il sale amminico dell'acido clorolevulinico può essere utilizzato come erbicida e defoliante. In medicina, i farmaci antinfiammatori e le iniezioni endovenose possono essere preparati dall'acido levulinico utilizzando materie prime di amido, glucosio e cellulosa mediante idrolisi profonda. Di solito, viene riscaldato in presenza di acido cloridrico (o acido solforico) o altri catalizzatori di idrolisi per generare 5-idrossimetilfurfurale, quindi decomposto da 5-idrossimetilfurfurale per ottenere acido levulinico, filtrato e concentrato, e quindi messo sotto vuoto distillati o estratti per ottenere il prodotto finito
Può essere utilizzato come reazione dell'acido carbossilico o reazione del chetone. Attraverso l'esterificazione, l'alogenazione, l'idrogenazione, la deidrogenazione ossidativa, la condensazione e altre reazioni chimiche, è possibile ottenere una varietà di prodotti. Ad esempio, può essere utilizzato come modificatore di plastica, solvente, medicina, prodotti chimici industriali, fragranza, intermedio di pesticidi, intermedio di sintesi organica, additivo polimerico, additivo lubrificante, tensioattivo, inchiostro da stampa, additivo per gomma, additivo cosmetico (inclusi shampoo, articoli da toeletta) , ecc.