O nitrato de gadolinio úsase para elaborar vidro óptico e dopante para granates de gadolinio yttrium que teñen aplicacións de microondas, tamén aplicados en catalizador especial e fósforos.
O nitrato de gadolinio tamén se usa para fabricar fósfores verdes para tubos de televisión en cor.
Úsase en moitas aplicacións de garantía de calidade, como fontes de liña e espectros de calibración.