Levuliinhape on orgaaniline ühend molekulvalemiga C5H8O3. See lahustub kergesti vees ja mõnes orgaanilises lahustis, kuid ei lahustu bensiinis, petrooleumis, tärpentinis ja süsiniktetrakloriidis. Atmosfääri destilleerimisel see peaaegu ei lagune, kuid pikaajalisel kuumutamisel kaotab see vett ja moodustab küllastumata laktooni.
Levuliinhape on multifunktsionaalne ühend, mis sisaldab samaaegselt karbonüül-, -vesinik- ja karboksüülrühmi. See on erinevate kergete keemiatoodete sünteesimise põhitooraine. Sellel on lai kasutusväärtus orgaanilises sünteesis, tööstuses, põllumajanduses ja meditsiinis. Levuliinhappe hüdrogeenitud toode -valerolaktoon on kõrgekvaliteediline lahusti ja seda saab kasutada vaheproduktina sünteetilise kummi, külmakindlate plastifikaatorite ja pindaktiivsete ainete valmistamisel. Klorolevuliinhapet saab kasutada antibakteriaalse ainena tööstusliku tsirkuleeriva vee jaoks. Põllumajanduses saab klorolevuliinhappe amiinsoola kasutada herbitsiidina ja lehestiku eemaldajana. Meditsiinis saab levuliinhappest valmistada põletikuvastaseid ravimeid ja intravenoosseid süste, kasutades selleks tärklist, glükoosi ja tselluloosi toorainet sügava hüdrolüüsi teel. Tavaliselt kuumutatakse seda vesinikkloriidhappe (või väävelhappe) või muude hüdrolüüsi katalüsaatorite juuresolekul, et tekitada 5-hüdroksümetüülfurfuraal, seejärel lagundatakse 5-hüdroksümetüülfurfuraaliga, et saada levuliinhape, filtreeritakse ja kontsentreeritakse ning seejärel vaakumis. destilleeritakse või ekstraheeritakse valmistoote saamiseks
Seda saab kasutada karboksüülhappe reaktsioonina või ketooni reaktsioonina. Esterdamise, halogeenimise, hüdrogeenimise, oksüdatiivse dehüdrogeenimise, kondensatsiooni ja muude keemiliste reaktsioonide abil on võimalik saada mitmesuguseid tooteid. Näiteks saab seda kasutada plasti modifikaatorina, lahustina, meditsiinis, tööstuskemikaalidena, lõhnaainetena, pestitsiidide vaheühendina, orgaanilise sünteesi vaheühendina, polümeeri lisandina, määrdeaine lisandina, pindaktiivsena, trükivärvina, kummilisandina, kosmeetilise lisandina (sh šampoon, tualett-tarbed) jne.