ZSM-5分子筛在国内外已有广泛的用途，作为吸附材料广泛应用于工业生产与环境治理中的分离与净化、干燥等领域；又可作为催化材料而广泛应用于石油加工、石油化工、煤化工、煤制油及有机合成等领域，如催化裂化、柴油降凝、催化脱蜡、择形催化、直馏汽油提高辛烷值的芳构化、甲苯歧化、二甲苯异构化、甲醇转化制汽油、甲醇脱水制二甲醚及低碳烃芳构化、C3-C4馏分叠合制汽油等方面；也可作为离子交换材料而应用于洗涤剂工业、水质净化和污水处理、放射性废料处理等领域。
ZSM-5分子筛的典型应用如下：
1.二甲苯异构化
对二甲苯是聚脂纤维的重要原料，二甲苯异构化是生产对二甲苯的重要方法之一。在二甲苯异构化反应中，大晶粒ZSM-5对于对二甲苯具有更好的选择性，可是催化活性比同结构的小晶粒低。在NiHZSM-5上进行二甲苯异构化，通过用NH3对导致脱烷基和歧化反应的酸中心选择性中毒，可抑制C8芳烃的损失及提高对和邻二甲苯的产率。异构化也可在Ni-ZSM-5和含Pt的ZSM-5催化剂上进行。ZSM-5(沸石-硅铝比≥10)-Pt-Sn用于二甲苯异构化，反应温度250-550 ℃，催化剂中的S n抑制苯环加氢。
2.从甲醇合成汽油
用ZSM-5作催化剂，可使甲醇转化为汽油，所得汽油产品的辛烷值高，为优质汽油产品中不含C10以上的烃类，烃类产品中汽油馏分约占88%，转化率达到10%。含B2O3的ZSM-5结构型沸石可用于甲醇转化为汽油的催化剂。文献报道，ZSM-5沸石(SiO2/Al2O3=27～84)用于甲醇转化为汽油，表现出自催化性质。把反应温度从80℃提高到300℃，烃类产量急据增加。
3 .选择重整
ZSM-5作催化剂采用类似于选择重整的工艺，可以增产芳烃，提高重整汽油的辛烷值。且液体产物中芳烃浓度达90%，无需溶剂萃取即可获得化工级芳烃。与载有不同金属的ZSM-5产生芳烃的能力对比，发现载锌的ZSM-5效果较好。ZSM-5中锌的存在显著地改善了它的芳构化作用。
4．苯和乙烯烷基化制乙苯
用HZSM-5或P-HZSM-5作催化剂，可使苯与乙烯进行气相烷基化反应生产乙苯。在HZSM-5中加入含磷化合物改性后可以提高乙苯的选择性及降低催化剂的老化速度。
5．甲苯和甲醇的烷基化制取对二甲苯
未经改性的ZSM-5催化剂，在甲苯与甲醇的烧基化反应中，一般给出接近平衡的二甲苯混合物。采用大晶粒ZSM-5得到的对二甲苯占所生成的全部二甲苯的46%。烷基化反应中，对二甲苯选择性一般随温度升高而增加。
6．柴油加氢降凝
我国大部分原油属于石蜡基或中间基原油，蜡含量较高，导致馏分油凝点也高。从我国2005年柴油产需情况看，柴油供应仍不能满足要求。柴油加氢降凝技术不但可以满足寒冷地区对低凝点柴油的需要，而且也是增产柴油的有效手段。
柴油加氢降凝工艺的技术关键是加氢降凝催化剂。最初的加氢降凝催化剂是用有机模板剂合成的ZSM-5分子筛为基质制备的，缺点是价格昂贵，起始反应温度高，且存在环境问题。中国石化抚顺石油化工研究院以直接法合成的ZSM-5分子筛为基质，采用无机酸处理、浸渍活性金属镍和高温水蒸汽处理等改性工艺，得到价廉、无胺污染和反应性能稳定的加氢降凝催化剂，最早实现工业化的是FDW-1(工业牌号3881)催化剂，现己在国内炼油厂广泛应用，FDW-1加氢降凝催化剂在哈尔滨炼油厂的应用结果表明，原料通过临氢降凝催化剂的择形裂化作用，凝点由1℃降到-55℃，柴油收率92.5%，汽油收4.0%，液体总收率可达98.5%。
中国石抚顺石油化工研究院研究开发出新一代FDW-3加氢降凝催化剂，其催化性能优于3881催化剂，且不但可用于柴油馏分的催化脱蜡，还可用于生产润滑油化基础油的催化脱蜡工艺。
7.润滑油催化脱蜡
润滑油催化脱蜡工艺是利用ZSM-5分子筛择形裂化的特性，将原料中的蜡分子转化成C3~C4气体和石脑油，再经蒸馏从润滑油中脱除，而达到降低倾点的目的。
分子筛属于高硅沸石，其酸性中心主要来源于和骨架铝结合的羟基。由于ZSM-5沸石的硅铝比可从10直至纯硅（si1ica1ite-1)，其固态酸的类型、强度与分布都可调控，故被广泛应用于炼油工业中，尤其是在柴油降凝、润滑油催化脱蜡和汽油改质中得到广泛的应用。
