聚合甘油用于制造乳脂、乳液，在牙膏中可用作膏体的增稠剂。聚合甘油的加成物是发用化妆品的原料，在对安全性要求更高的领域，可代替石油化学品（脂肪族醇醚，可用作香波、护发素；二苯甲酮衍生物用于紫外线吸收；二元酸酯或起用作乳化剂、洗净剂。聚合甘油的加成物可用作采油消泡剂、氨基甲酸乙酯（聚氨酯）的原料、重氮复写纸用的料浆剂和显像促进剂，还可用作聚甲醛稳定剂、气相色谱分析用的固定液，可加入化学电镀液中改进电镀质量，加于水泥中可防止开裂、缩短固化时间等。
聚合甘油和脂肪酸反应能生成酯，选用不同脂肪酸得到的酯对表面张力和界面张力的影响是各不相同的。由于聚甘油链长、酯化度和脂肪酸品种都能独立地变化, 所以可制得大量性能各异的酯化产品，其范围有从液体状的到高熔点固体状， 或从水溶性到油溶性。仲羟基因空间位阻和电子效应较小，其反应几率较伯羟基小得多。由于甘油分子有两个伯羟基，聚合反应可以继续进行下去，形成三聚、四聚及多聚甘油等。
聚甘油酯是近三十年来发展起来的新型乳化剂。它的用途极为广泛，而且不断有新的用途在研究和开发中。其功能主要有：乳化作用、粘度调节作用、控制调整结晶作用、品质改良作用、作用等。日本生产的聚甘油酯大约80%用作食品添加剂，并在日化、、纺织等领域也逐步得到推广应用。
聚合甘油酯具有结晶化抑制作用或具有促进结晶化的效果。如高酯化度的十聚甘油十硬脂酸酯（12个羟基中有10个酯化）的聚甘油酯具有抑制结晶的作用。相反，低酯化度的六聚甘油五硬脂酸酯（8个羟基中有5个酯化）的聚甘油酯具有促进结晶的效果。通过调整聚甘油酯的酯化度，不必改变油脂的特性就可调节结晶速度，并可改善油脂的质量，使其晶粒细微、具有光泽。