En plus de son utilisation comme plante ornementale, l'Ailanthe est aussi utilisé pour son bois, ses propriétés médicinales et comme plante hôte pour nourrir les chenilles de l'espèce de papillons Samia cynthia qui produisent une sorte de soie plus résistante et moins chère que la vraie soie mais avec une brillance et une texture inférieures. On est également incapable de la teindre. Ce type de soie est connu sous divers noms: « soie pongée », « soie tussah » ou « soie de Shantung », ce dernier nom étant dérivé de la province de Shandong en Chine, où cette soie est souvent produite notamment dans la région de Yantai. Le papillon a également été introduit aux États-Unis et en Europe notamment en France, dans les Cévennes.
Son bois jaune pâle, à grain fin et satiné a été utilisé en ébénisterie. Il est souple et bien adapté à la fabrication de cocottes à vapeur utilisées dans la cuisine chinoise pour la cuisson des mantous, des pâtisseries et du riz. La province de Zhejiang en Chine orientale est la plus célèbre pour la production de ces cocottes. Il est également considéré comme une bonne source de bois de chauffage dans une grande partie de son domaine car, même s'il est lourd et modérément dur, il est facilement accessible. Son utilisation comme bois d'œuvre pose cependant problème. Parce que sa croissance est rapide pendant les premières années, le tronc a une texture inégale entre parties intérieure et extérieure ce qui peut faire que le bois se torde ou à se fende au séchage. Des techniques de séchage ont été développées pour éviter cette fissuration, lui permettant d'être exploité commercialement. Bien que les arbres vivants aient tendance à être très flexibles, le bois est très dur une fois bien séché.
L'Ailanthe est un arbre d'ornement très apprécié en Chine et exploité pour sa tolérance à des conditions de croissance difficiles. Il a été très populaire en Europe et en Amérique du Nord mais sa popularité a chuté, en particulier aux États-Unis, en raison de l'odeur désagréable de ses fleurs et de ses tendances envahissantes. Le problème des odeurs a été réglé autrefois en ne vendant que des plants femelles qui ne dégagent pas d'odeur, mais cela nécessite la production d'un double de pieds. Michael Dirr, un célèbre horticulteur américain et professeur à l'Université de Géorgie, a rapporté les propos, en 1982 , d'un pépiniériste qui n'avait pas pu trouver d'acheteurs pour ses plants:
« Dans la plupart des aménagements paysagers, il n'a pas de valeur car il y a beaucoup trop d'espèces d'arbres de qualité supérieure, sauf à le faire pousser dans des conditions impossibles. Il faudrait faire une sélection pour ne garder que ceux ayant un port élégant, un bois solide et un feuillage attrayant ce qui rendrait l'arbre plus intéressant, j'ai parlé une fois avec un architecte qui voulait acheter des Ailanthes pour les utiliser le long de routes polluées, mais il n'a pas pu trouver d'approvisionnement suffisant [...]
Michael A. Dirr; Manuel des plantes ornementales ligneuses »
En Europe, cependant, l'arbre est encore un peu utilisé dans les jardins car il n'est généralement pas aussi envahissant qu'en Amérique. Au Royaume-Uni, il est particulièrement courant dans les squares, les rues et les parcs de Londres, mais il est aussi fréquent dans les jardins du sud et de l'est de l'Angleterre. Il devient rare dans le nord, ne se trouvant que rarement dans le sud de l'Écosse. Il est également rare en Irlande. En Allemagne, on le plante souvent dans les jardins. L'arbre a par ailleurs perdu sa popularité en Occident car il a une durée de vie courte et que le tronc devient vite creux, ce qui rend les arbres de plus de cinquante centimètres de diamètre instables dans des vents violents.
Quelques cultivars existent, mais ils ne sont pas souvent vendus à l'extérieur de la Chine:
Presque toutes les parties de l'Ailanthe sont utilisées en médecine traditionnelle chinoise. Une des plus anciennes recettes, enregistrée dans un ouvrage datant de 732 après JC, était employée dans le traitement de la maladie mentale. Elle utilisait un mélange de racines d'Ailanthe hachées, d'urine de jeunes garçons et de haricots noirs fermentés. Après avoir laissé reposer pendant une journée, le liquide était filtré puis donné à boire au patient pendant plusieurs jours.
Une autre source datant de 684 après JC, à l'époque de la dynastie Tang et inscrite dans le Compendium de Médecine de Li Shizhen, stipule que l'absorption de feuilles provoque incohérence et somnolence, tandis qu'une application externe permet de traiter efficacement les furoncles, les abcès et le prurit. Une autre recette enregistrée par Li utilise les feuilles pour traiter la calvitie. La formule demande de broyer ensemble de jeunes feuilles d'Ailanthe, de Catalpa et de Pêcher et d'appliquer le liquide obtenu sur le cuir chevelu pour stimuler la croissance des cheveux.
L'écorce séchée est encore considérée comme un médicament et est répertoriée dans la pharmacopée chinoise moderne sous le nom de chun bai pi (en chinois: 白皮 椿; pinyin: chūnbáipí), ce qui signifie « écorce blanche du printemps ». Des travaux récents traitent en détail de ce sujet, discutant des constituants chimiques, de l'identification du produit et de ses utilisations pharmaceutiques. Elle est préparée par abattage de l'arbre à l'automne ou au printemps, décortication, grattage des parties les plus dures des parties les plus externes, qui sont ensuite séchées au soleil, mises à tremper dans de l'eau, partiellement reséchées dans un panier et, enfin, coupées en lanières. Cette écorce est censée avoir des propriétés antipyrétiques et astringentes et devoir être principalement utilisée pour traiter les dysenteries, les rectorragies, les ménorragies et l'éjaculation spontanée. Il est prévu de n'en utiliser que des quantités comprises entre 4 et 10 grammes afin de ne pas empoisonner les patients. Le compendium de Li donne 18 recettes faisant appel à l'utilisation de l'écorce. Des chimistes asiatiques et européens ont trouvé une justification à son utilisation médicale, cette écorce contenant une grande variété de produits chimiques actifs comme la quassine et des saponines, ainsi que de l'ailanthone, le produit chimique allélopathique de cet arbre, qui est un antipaludéen. L'écorce est disponible dans la plupart des magasins spécialisés dans la médecine traditionnelle chinoise. Une teinture d'écorce de racine a été utilisée avec succès dans le traitement des palpitations, de l'asthme et de l'épilepsie.
Les samares sont également utilisées dans la médecine chinoise moderne sous le nom de feng yan cao (en chinois simplifié: 草 凤眼; en chinois traditionnel: 凤眼 草; en pinyin: fèngyǎncǎo), ce qui signifie « œil de Phoenix ». Elles sont utiliséss comme agent hémostatique, dans l'éjaculation spontanée et pour le traitement des rectorragies et des hématuries. On a cliniquement prouvé qu'elle était en mesure de traiter la trichomonase, l'infection vaginale causée par le protozoaire Trichomonas vaginalis. En Occident, un extrait d'écorce vendu sous le synonyme d’A. glandulosa est parfois utilisé en phytothérapie pour le traitement de différentes affections, dont le cancer.
Des preuves anecdotiques suggèrent que la plante peut être légèrement toxique. Les odeurs nauséabondes ont été associées à des nausées et des maux de tête, ainsi qu'à une dermite de contact signalée à la fois chez des humains et des moutons, qui ont également développé une faiblesse et une paralysie. La plante contient en effet une quinone irritante, la 2,6-diméthoxybenzoquinone, ainsi que des quassinoïdes (comme l'ailanthone) qui peuvent provoquer de tels effets, mais il s'est cependant avéré difficile, voire impossible, de reproduire ces symptomes chez les humains et les chèvres. Lors d'une expérimentation médicale, une teinture à base de fleurs et de feuilles a provoqué des nausées, des vomissements et un relachement musculaire.
En plus de ses diverses utilisations matérielles, l'Ailanthe fait partie de la culture chinoise depuis des siècles et a récemment obtenu un statut similaire en Occident.
Dans le plus ancien dictionnaire chinois existant, Erya, datant du IIIème siècle avant JC, l'Ailanthe figure en deuxième position dans une liste d'arbres. Il est mentionné de nouveau dans un dictionnaire medical datant de la dynastie Tang, en 656 après JC. Les deux le dénomment de façon différente et il y a toujours un débat dans la communauté chinoise sur le nom qui doit être utilisé. Le nom actuel, chouchun (en chinois: 臭椿; en pinyin: chòuchūn), signifie « printemps puant » et est une appellation relativement nouvelle. Les personnes vivant près de la partie basse du fleuve Jaune le dénomment chunshu (en chinois simplifié: 椿树; en chinois traditionnel: 椿树; en pinyin: chūnshù), ce qui signifie « arbre de printemps ». Cela provient du fait qu’A. altissima est l'un des derniers arbres à sortir de la dormance au printemps et c'est pourquoi l'apparition de ses feuilles est censée assurer que l'hiver est bien révolu.
Dans la littérature chinoise, Ailanthe est souvent utilisé pour deux métaphores assez différentes, l'arbre mature représentant un père, le rejet un enfant gâté. Ainsi, on peut présenter ses vœux aux parents d'un ami en écrivant « souhaitant à votre Ailanthe et votre Hémérocalle santé et bonheur », l'Ailanthe étant une allusion au père et l'hémérocalle à la mère. En outre, on peut gronder un enfant en l'appelant « rejet d'Ailanthe bon à rien » ce qui signifie que l'enfant est « mal élevé ». Cela découle de l'œuvre littéraire de Zhuangzi, un philosophe taoïste, qui parlait d'un arbre qui s'était développé à partir d'une souche et était impropre à la menuiserie en raison de sa forme irrégulière. Plus tard les spécialistes du philosphe ont associé cet arbre à l'Ailanthe et appliqué la métaphore aux enfants qui, comme les rejets de souche de l'arbre, ne deviendront pas des adultes respectables s'ils ne suivent pas les règles ou les traditions de la communauté.
En 1943, un livre de Betty Smith A Tree Grows in Brooklyn utilise l'Ailanthe comme métaphore centrale, en utilisant sa capacité à prospérer dans un environnement difficile. À l'époque, comme maintenant, l'Ailanthe était un arbre commun dans les friches urbaines. Elle écrivit:
« Il y a un arbre qui pousse à Brooklyn. Certaines personnes l'appellent l'arbre du ciel. Peu importe où la graine tombe, elle donne un arbre qui s'efforce d'atteindre le ciel. Elle pousse dans les friches clotuées de planches et les tas d'ordures abandonnés. Elle sort des grilles de caves. C'est le seul arbre qui pousse dans le beau. Il devient luxuriant ... survit sans soleil, sans eau et, apparemment, sans terre. Il serait beau, s'il n'y en avait pas trop.
Le Lys de Brooklyn, Introduction »
Ailanthus est aussi parfois surnommé « l'arbre de l'enfer » en raison de son caractère invasif et de la difficulté qu'il y a à l'éradiquer. Dans certaines régions des États-Unis, l'espèce a été surnommée le « palmier des ghettos » (the ghetto palm) en raison de sa propension à pousser dans les conditions inhospitalières comme celles rencontrées dans les zones urbaines et dans les propriétés abandonnées ou mal entretenues.
Jusqu'au 26 mars 2008, un arbre de 18 m de haut était une des pièces maîtresses du jardin de sculptures du Musée Noguchi dans le quartier du Queens à New York. L'arbre avait été épargné par le sculpteur Isamu Noguchi quand, en 1975, il avait acheté le bâtiment qui deviendra le musée et nettoyé l'arrière du bâtiment. L'arbre était le seul qui soit resté dans la cour et le personnel avait l'habitude de venir déjeuner dessous avec Noguchi. « Dans un certain sens, le jardin de sculptures a été conçu autour de l'arbre » expliqua un jour un ancien assistant de Noguchi, Bonnie Rychlak, qui devint plus tard le conservateur du musée. En 2008, le vieil arbre vint à dépérir et menaça de s'écraser sur le bâtiment qui était sur le point de subir une rénovation majeure. Le musée chargea le Detroit Tree of Heaven Woodshop, un collectif d'artistes, d'utiliser le bois pour faire des bancs, sculptures et autres installations dans et autour du bâtiment. On a compté les cernes de l'arbre et estimé son âge à 75 ans. Les responsables du Musée espèrent qu'il repoussera à partir du pied.
Ingo Vetter, un artiste allemand, professeur des beaux-arts à l'Université d'Umea en Suède, influencé par l'image de « palmier des ghettos » de l'arbre en a importé un vivant venant de Détroit pour une foire internationale d'art appelée Shrinking Cities à l'Institut d'art contemporain Kunst-Werke à Berlin en 2004.