Il nitrato di gadolinio viene utilizzato per produrre vetro ottico e drogante per granati di gadolinio e ittrio che hanno applicazioni a microonde, applicati anche in catalizzatori e fosfori speciali.
Il nitrato di gadolinio viene utilizzato anche per produrre fosfori verdi per i tubi TV a colori.
Viene utilizzato in molte applicazioni di controllo qualità, come sorgenti di linea e fantasmi di calibrazione.