Kālija pivalāta strukturālās īpašības galvenokārt nosaka trīs metilgrupu un vienas karboksilāta grupas klātbūtne tā molekulā. Šī īpašā struktūra piešķir tai vairākas unikālas īpašības. Pirmkārt, trīs metilgrupu klātbūtne rada ievērojamus steriskus šķēršļus ap karboksilgrupu; līdz ar to tā esterifikācijas ātrums ir salīdzinoši lēns, un iegūtie esteri ir īpaši izturīgi pret hidrolīzi. Otrkārt, šī struktūra savienojumam nodrošina arī lielisku šķīdību, īpaši organiskos šķīdinātājos, piemēram, etanolā un dietilēterī.
Turklāt karboksilātu grupas klātbūtnes dēļ savienojumam piemīt noteikta skābuma pakāpe; tas spēj veidot sāļus ar metāliem un demonstrē korozīvas īpašības. Šīs īpašības atvieglo tā plašu pielietojumu tādās jomās kā sintētiskā ķīmija, farmaceitiskie starpprodukti, pesticīdi un kā polimerizācijas iniciators.
