De structurele kenmerken van kaliumpivalaat worden voornamelijk bepaald door de aanwezigheid van drie methylgroepen en één carboxylaatgroep in het molecuul. Deze specifieke structuur geeft het verschillende unieke eigenschappen. Ten eerste creëert de aanwezigheid van de drie methylgroepen aanzienlijke sterische hinder rond de carboxylgroep; bijgevolg is de veresteringssnelheid relatief laag, en zijn de resulterende esters met name resistent tegen hydrolyse. Ten tweede verleent deze structuur ook een uitstekende oplosbaarheid aan de verbinding, vooral in organische oplosmiddelen zoals ethanol en diethylether.
Bovendien vertoont de verbinding vanwege de aanwezigheid van de carboxylaatgroep een zekere zuurgraad; het is in staat zouten te vormen met metalen en vertoont corrosieve eigenschappen. Deze kenmerken vergemakkelijken de wijdverbreide toepassing ervan op gebieden als synthetische chemie, farmaceutische tussenproducten, pesticiden en als polymerisatie-initiator.
