Gadoliniumnitrat wird zur Herstellung optischer Glas und Dopanz für Gadolinium -Yttrium -Garnette verwendet, die Mikrowellenanwendungen aufweisen, die ebenfalls in speziellem Katalysator und Phosphor angewendet werden.
Gadoliniumnitrat wird auch zur Herstellung grünes Phosphors für Farbfernsehröhrchen verwendet.
Es wird in vielen Qualitätssicherungsanwendungen verwendet, wie z. B. Linienquellen und Kalibrierungsphantome.