五氧化二钒的化学性质氧化物，但以酸性为主。700℃以上显著挥发。700～1125℃分解为氧和四氧化二钒，这一特性使它成为许多有机和无机反应的催化剂。为强氧化剂，易被还原成各种低氧化物。微溶于水，易形成稳定的胶体溶液。极易溶于碱，在弱碱性条件下即可生成钒酸盐（VO3-）。溶于强酸（一般在pH = 2左右起溶）不生成钒酸根离子，而生成同价态的氧基钒离子（VO2+）。为有毒物质，空气中蕞大允许量少于0.5mg/m3。钒是一种有色金属，广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁。用作合金添加剂，占总消耗量的80%以上，其次是用作有机化工的催化剂，即触媒，约占总量的10%，另处用作无机化学品、化学试剂、搪瓷和磁性材料等约占总量的10%。
五氧化二钒关于温度的影响在其余条件完全相同的情况下，温度的升高可加快钒从溶液中析出的速度，温度对反析出的速度，物理形态、多钒酸氨的品位也有很大的影响。低温下进行沉淀时候，沉淀物的表观颗粒细，颜色红、品位高。高温下得到的沉淀物颗粒大，颜色深，品位相应的低。沉淀温度大于80摄氏度，沉淀率即可达到99%，实际生产中用蒸汽煮沸沉淀，是完全可以满足沉钒的要求的。
五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁。用作合金添加剂，占总消耗量的80%以上，其次是用作有机化工的催化剂，即触媒，约占总量的10%，另处用作无机化学品、化学试剂、搪瓷和磁性材料等约占总量的10%。2017年10月27日，世界卫生组织国际研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，在2B类致癌物清单中。