用于制造其他铜盐如氯化亚铜、氯化铜、焦磷酸铜、氧化亚铜、醋酸铜、碳酸铜等。染料和颜料工业用于制造含铜单偶氮染料如活性艳蓝、活性紫等。

几种化学分析都需用到硫酸铜。它用于斐林试剂和班氏试剂中检验还原糖。在反应中，二价铜离子被还原成一价的不溶红色沉淀氧化亚铜。硫酸铜还可用于双缩脲试剂中用来检测蛋白质。

硫酸铜可用于检验贫血。将血样滴入硫酸铜溶液中，若血样中含足够血红蛋白，血样会快速下沉；若血红蛋白含量不够，血样会悬浮在溶液中。

焰色反应中硫酸铜显蓝绿色，比钡离子的颜色蓝得多。[1]

硫酸铜可以用于有机合成。 无水盐用于催化转缩醛反应。无水盐与高锰酸钾反应生成一种氧化剂，用于伯醇的转换。有机工业用作合成香料和染料中间体的催化剂，甲基丙烯酸甲酯的阻聚剂。

硫酸铜亦可以用作催吐剂，认为这样用毒性太大。但其仍是世界卫生组织ATC代码_(V03)列出的一种解毒剂。

硫酸铜可以用于杀灭真菌。与石灰水混合后生成波尔多液，作为杀菌剂，用于控制柠檬、葡萄等作物上的真菌，防止果实等腐烂。稀溶液用于水族馆中灭菌 以及除去蜗牛。由于铜离子对鱼有毒，用量必须严格控制。大多数真菌只需非常低浓度的硫酸铜就可被杀灭，大肠杆菌也可以被控制。 此外，养殖业也用作饲料添加剂微量元素铜的主要原料。

硫酸铜通常被包含在儿童的化学实验试剂中，用于晶体的生成试验和电镀铜实验。因为它的毒性，不建议幼儿使用。硫酸铜常用于演示放热反应，演示时将镁条插入硫酸铜溶液中。硫酸铜还可以用来演示晶体失水风化和得到结晶水的过程。 在初中实验考试中，利用硫酸铜与铁发生的置换反应验证质量守恒定律。还可制取硫酸。

硫酸铜可以直接购买，一般不在实验室里制备。可以用硫酸与氧化铜反应制得。亦可用铜电极电解硫酸制得。如果用电紧张，可以用浓硫酸和铜共热制取：

Cu + 2H2SO4(l)→CuSO4 +SO2 + 2H2O

硫酸铜五水合硫酸铜晶体失水分三步：

首先的两个仅以配位键与铜离子结合的水分子最先失去，大致温度为102摄氏度。

然后两个与铜离子以配位键结合，并且与外部的一个水分子以氢键结合的水分子随温度升高而失去，大致温度为113摄氏度。

最后最外层水分子最难失去，因为它的氢原子与周围的硫酸根离子中的氧原子之间形成氢键，它的氧原子又和与铜离子配位的水分子的氢原子之间形成氢键，总体上构成一种稳定的环状结构，因此破坏这个结构需要较高能量。失去最外层水分子所需温度大致为258摄氏度。

差热曲线分析：差热曲线在185℃时出现显著的吸热谷。310℃时出现较小的吸热谷，是由于脱水引起的。当加热至805℃和875℃时出现两个连续的吸热谷是由于脱失硫酸根引起的。（注：实际操作时由于五水合硫酸铜较易变质，加上杂质含量、仪器准确度等因素的干扰，实验结果与理论值的差距比较大。）