五氧化二磷和冷水反应，生成极毒的偏磷酸：P2O5+H2O(冷)=2HPO3，偏磷酸会缓慢转化为磷酸和热水反应，生成无毒的正磷酸。这是个放热反应，现象不是很剧烈。五氧化二磷与水反应，能用于干燥气体。磷酸是生产重要的磷肥的原料，也是生产饲料营养剂（磷酸二氢钙）的原料。

五氧化二磷作用用途：用作气体和液体的干燥剂；有机合成的脱水剂、涤纶树脂的防静电剂、药品和糖的精制剂。是制取高纯度磷酸、磷酸盐、磷化物及磷酸酯的母体原料。可用于五氧化二磷溶胶及以H型为主的气溶胶的制造。

用于制造光学玻璃、透紫外线玻璃、隔热玻璃、微晶玻璃和乳浊玻璃等，以提高玻璃的色散系数和透过紫外线的能力。用作干燥剂、脱水剂、糖的精制剂。并用于制取磷酸、磷化合物及气溶胶等用作半导体硅的掺杂源、脱水干燥剂、有机合成缩合剂及表面活性剂。在初中化学中经常用来检验空气中氧气的质量分数。

五氧化二磷分子事实上是由四个磷原子和十个氧原子构成，其具体的分子结构为：在白磷分子的每一个磷键上插入一个氧原子，剩余四个氧原子分别通过配位键与四个磷原子相连（由磷原子提供一对电子形成的配位键）。