El nitrato de gadolinio se usa para fabricar vidrio óptico y dopante para los granates de itrio gadolinio que tienen aplicaciones de microondas, también aplicadas en catalizador y fósforos especiales.
El nitrato de gadolinio también se usa para fabricar fósforos verdes para tubos de televisión en color.
Se utiliza en muchas aplicaciones de garantía de calidad, como fuentes de línea y fantasmas de calibración.