二氧化铅(PbO2)作为重要的无机化合物，其应用领域相当广泛且具有不可替代性。在电化学工业中，它主要用作铅酸蓄电池的正极活性物质，能够提供稳定的放电平台(电压约2V)，这种特性使其成为汽车启动电源和UPS不间断电源系统的核心材料。值得注意的是，二氧化铅电极在硫酸电解液中表现出优异的循环稳定性，这是其他电极材料难以比拟的。
化工生产领域同样离不开二氧化铅的特殊性能。作为强氧化剂，它在有机合成反应中能高效完成醇类到醛酮的转化，特别是用于制备某些医药中间体时，反应选择性和收率都相当理想。实验室中常利用二氧化铅将苯酚氧化为对苯醌，这个过程比使用铬酸盐更环保且副产物更少。
在玻璃制造行业，添加适量二氧化铅可以显著提升材料的折射率(最高可达2.3)，这种含铅水晶玻璃制品具有璀璨的光学效果。需要特别说明的是，虽然现代工艺倾向于使用替代品，但某些高端光学器件和艺术玻璃仍依赖二氧化铅带来的独特性能。
水处理领域则利用二氧化铅电极的电催化特性，通过电解法降解水中难处理的有机污染物。实验数据表明，其对酚类物质的去除率可达95%以上(电流密度20mA/cm²)，这种高级氧化技术正在环保工程中获得越来越多的应用。
特殊颜料工业也会使用二氧化铅制备耐高温的橙色颜料，其热稳定性(耐温600℃以上)明显优于有机颜料。不过考虑到铅的毒性，这类应用正逐步受到限制，目前主要见于某些特种涂料和陶瓷釉料的生产。
