Palladium ist eines der wenigen Platingruppenmetalle, das gleichzeitig in großem Umfang in Automobilen, Elektronik und Chemie eingesetzt wird, und es gehört in den letzten Jahren zu den volatilsten Edelmetallen. Die Abgaskatalyse im Automobil ist sein größter Absatzmarkt: In Benzin-Dreiwegekatalysatoren wirkt Palladium zusammen mit Platin und Rhodium, es oxidiert hauptsächlich Kohlenmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe zu Kohlendioxid und Wasser, und mit strenger werdenden Abgasvorschriften steigt die Palladium-Beladung pro Fahrzeug stetig. In der Elektronik wird Palladium für die Innen- und Endelektroden von Vielschichtkeramikkondensatoren, Chipwiderständen, Kontaktbürsten und Steckerveredelungen verwendet – eine Palladiumbeschichtung bietet stabilen Kontaktwiderstand, Verschleißfestigkeit und keine Oxidation und erreicht bei geringeren Kosten Goldleistung und ist ein gängiger Werkstoff für hochzuverlässige elektrische Kontakte. In der Chemie ist Palladium der klassische Hydrierkatalysator: Palladium auf Aktivkohle wird für die selektive Hydrierung in Pharmazeutika, Feinchemie und Erdölfraktionen sowie bei der Herstellung von Großchemikalien wie Vinylchlorid und Terephthalsäure eingesetzt. Palladium absorbiert zudem große Mengen Wasserstoff und durchlässig ihn selektiv, was es zu einem Schlüsselwerkstoff für Wasserstoffreinigung und katalytische Dehydrierung macht. In der Zahnmedizin werden Palladium-Silber-Legierungen und palladiumbasierte Metallkeramik-Legierungen wegen ihres zahnweißen Farbtons, ihrer Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit seit langem für Kronen und Prothesengerüste verwendet. Das in Schmuck verwendete Weißgold ist oft eine Legierung aus Palladium mit Gold, Silber und Kupfer.
Palladiumchlorid (PdCl2, Palladiumdichlorid) ist die grundlegendste Palladiumverbindung, ein rotbrauner, zerfließlicher Kristall. Es ist das Ausgangsmaterial zur Herstellung von Palladium-auf-Kohlenstoff-Katalysatoren, Palladium-Galvanobädern und anderen Palladiumkatalysatoren; für sich genommen kann es zudem Kohlenmonoxid bei Raumtemperatur zu Kohlendioxid oxidieren und wurde einst als Gasmachweisreagenz verwendet. Palladiumoxid (PdO) ist ein schwarzes Pulver, das hauptsächlich als Vorläufer für Dickschichtwiderstände, Einschicht-Kondensatorelektroden und Palladiumkatalysatoren verwendet wird, sowie zum Färben von Keramik und Glas. Tetraammminpalladium(II)-chlorid (Pd(NH3)4Cl2, Palladiumtetramminchlorid) ist das Hauptsalz der Palladium-Galvanik und der stromlosen Palladiumbäder. Es schichtet gleichmäßige, dichte Palladiumschichten mit stabilem Kontaktwiderstand auf integrierten Schaltungsanschlüssen, Steckern und Verbindungen ab und ist ein Schlüsselwerkstoff in der mikroelektronischen Gehäuseabdichtung zum teilweisen Ersatz der Goldbeschichtung.