Gadolinij nitrat koristi se za izradu optičkog stakla i dopanta za gadolinij itrijeve granate koji imaju mikrovalnu primjenu, također se primjenjuju u posebnim katalizatorima i fosforima.
Gadolinijev nitrat također se koristi za izradu zelenog fosfora za TV cijevi u boji.
Koristi se u mnogim aplikacijama za osiguranje kvalitete, kao što su linijski izvori i kalibracijski fantomi.