Dusičnan gadolinia se používá k výrobě optického skla a dopantu pro granáty gadolinia a yttria, které mají mikrovlnné aplikace, také se používají ve speciálních katalyzátorech a fosforech.
Dusičnan gadolinia se také používá k výrobě zelených fosforů pro barevné televizní trubice.
Používá se v mnoha aplikacích pro zajištění kvality, jako jsou liniové zdroje a kalibrační fantomy.