ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาอินทรีย์หลายชนิด โดยเฉพาะปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการสร้างพันธะคาร์บอน-คาร์บอน เช่น ปฏิกิริยาเฮค ปฏิกิริยาซูซูกิ และปฏิกิริยาโซโนกาชิระ นิยมใช้ในห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรมในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ที่ซับซ้อน เช่น ยา วัสดุอิเล็กทรอนิกส์ และสารประกอบอารมาติก นอกจากนี้ยังใช้ในกระบวนการเคลือบผิวและวัสดุนาโนที่ต้องการคุณสมบัติพิเศษจากพัลลาเดียม