A gadolinium-nitrátot optikai üvegek készítésére használják, valamint a gadolinium ittrium gránátok dópolóanyaga, amelyek mikrohullámú alkalmazásúak, speciális katalizátorokban és foszforokban is.
A gadolinium-nitrátot színes TV-csövek zöld foszforjainak előállítására is használják.
Számos minőségbiztosítási alkalmazásban használják, például vonalforrásoknál és kalibrációs fantomoknál.