O nitrato de gadolinio utilízase para fabricar vidro óptico e dopantes para granates de itrio de gadolinio que teñen aplicacións de microondas, tamén se aplican en catalizador e fósforo especiais.
O nitrato de gadolinio tamén se usa para fabricar fósforos verdes para tubos de TV en cor.
Utilízase en moitas aplicacións de garantía de calidade, como fontes de liña e pantasmas de calibración.